简谐运动的回复力和能量
[探新知·基础练]
1．简谐运动
如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
2．回复力
使振动物体回到平衡位置的力。
3．方向
总是指向平衡位置。
4．表达式
F＝－kx。即回复力与物体的位移大小成正比，“－”表明回复力与位移方向始终相反，k是一个常数，由简谐运动系统决定。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)
1．简谐运动是匀变速运动。(×)
2．简谐运动回复力总是指向平衡位置。(√)
3．简谐运动的回复力可以是恒力。(×)
[释疑难·对点练]
对回复力的理解
(1)回复力是指将振动物体拉回到平衡位置的力，是按照力的作用效果来命名的，分析物体的受力时，不分析回复力。
(2)回复力可以由某一个力提供(如弹力、摩擦力等)，也可能是几个力的合力，还可能是某一力的分力，总之，回复力一定等于物体在振动方向上所受的合力。
(3)简谐运动的回复力：
①表达式F＝－kx；
②由F＝－kx知，简谐运动的回复力大小与振子的位移大小成正比，其中k为比例系数，由振动系统自身决定；
③由表达式可以看出，回复力的方向与位移的方向始终相反，即回复力的方向总是指向平衡位置；
④据牛顿第二定律，a＝＝－x，表示弹簧振子做简谐运动时振子的加速度大小与位移大小成正比，加速度方向与位移方向相反。
[特别提醒]
(1)回复力F＝－kx和加速度a＝－x是简谐运动的动力学特征和运动学特征，常用来证明某个振动是否为简谐运动。
(2)对于在水平方向振动的弹簧振子来说，弹簧的弹力即为回复力，F＝－kx中的k为弹簧的劲度系数。对于其他的弹簧振子，F＝－kx中的k不一定是弹簧的劲度系数。
[试身手]
1．能正确表示简谐运动的回复力与位移关系的图象是选项图中的( )
解析：选C 由回复力和位移的关系式F＝－kx易知C选项正确。
[探新知·基础练]
1．如果摩擦等阻力造成的损耗可以忽略，在弹簧振子运动的任意位置，系统的动能与势能之和都是一定的，即机械能守恒。
2．简谐运动是一种理想化的模型。
3．简谐运动的机械能由振幅决定
对同一振动系统来说，振幅越大，振动的能量越大。如果没有能量损耗，振幅保持不变，它将永不停息地振动下去，因此简谐运动又称等幅振动。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)
1．周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量。(√)
2．振幅等于振子运动轨迹的长度。(×)
3．弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大。(√)
