《2025年优化探究同步导学案高中物理选择性必修第一册人教版》

1. 回复力
(1)定义:使物体在平衡位置附近做往复运动的力。
(2)方向:总是指向平衡位置。
(3)表达式:$F =$$-kx$。即回复力的大小与物体相对平衡位置的位移大小成正比,"$-$"号表示回复力与位移方向始终相反。$k$是常数,对于水平弹簧振子,$k$为弹簧的劲度系数。
2. 简谐运动的动力学定义
如果物体所受的力具有$F=-kx$的形式,物体就做简谐运动。也就是说:如果物体在运动方向上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,物体的运动就是简谐运动。

答案： 1.
(2)平衡位置　
(3)$-kx$　2.$F=-kx$　位移　正比　平衡位置

(1)图甲为弹簧振子的模型,请分析振子在运动过程中所受的力,这些力的合力有什么特点?合力的作用是什么?

(2)如图甲所示,弹簧振子所受的合力称为简谐运动的回复力,如图乙所示的弹簧振子做竖直方向上的简谐运动时的回复力是什么?

答案： 提示：（1）振子受重力、杆的支持力、弹簧弹力（平衡位置不受弹簧弹力），其中重力与支持力平衡，合力等于弹簧弹力，根据弹簧弹力的特点，合力$F=-kx$，即合力的方向指向平衡位置，与位移方向相反。合力的作用总是要把振子拉回到平衡位置。
（2）弹力和重力的合力充当弹簧振子的回复力。