2.2简谐运动的回复力及能量（教学课件）(共22张PPT)-高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册1
文档属性
| 名称 | 2.2简谐运动的回复力及能量（教学课件）(共22张PPT)-高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 59.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-10-22 15:02:31 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
教科版 高中物理 选择性 必修一
第二章 机械振动
第 2 课 简谐运动的回复力及能量
导入与思考
简谐运动的跟以上运动有什么相同点和区别？
匀速直线运动
F合=0
匀变速直线运动
F合=ma,F合和v方向在一条直线上
匀变速曲线运动
F合=ma,F合和v方向有一夹角
圆周运动
F合=mv2/r,F合和v方向始终垂直
学习目标
会用动力学方法，分析简谐运动的变化规律。
01
02
03
理解回复力的概念、简谐运动的能量。
能定性地说明弹簧振子系统的机械能守恒。
探究思考
弹簧振子被拉离平衡位置释放后，为什么会做简谐运动 其受力有什么特点？
1.由于惯性
2.存在力
O
A
B
C
D
O
A
B
C
D
O
A
B
C
D
O
B
C
D
A
X
X
X
F
F
F
F=0
v=0
v
v
v
O
A
B
C
D
O
A
B
C
D
O
A
B
C
D
O
A
B
C
D
X
X
X
F
F
F
v=0
v
v
v
F=0
所受的合力总是指向平衡位置
小球到达平衡位置合力为0，由于惯性继续运动
知识点 1
简谐运动的回复力
简谐运动力F的方向总是与位移X的方向相反，即总是指向平衡位置。它的作用总是要把物体拉回到平衡位置。所以称为回复力。
定义:
特点:
按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置。
使质点回到平衡位置的力。
来源：
回复力可以是弹力,也可以是其他力(包括摩擦力);可以是某一个力，或几个力的合力,或者某个力的分力。
知识点 1
简谐运动的回复力
不难发现，弹簧振子回复力F由弹簧的弹力提供，与振子位移X的大小成正比，且合力F的方向总是与位移X的方向相反，即：
式中：
“-” 表示回复力方向始终与位移方向相反；
“K”为弹簧的劲度系数；
“x”离开平衡位置的位移
F=-kx
简谐运动的定义的另一种表述
注意：对一般的简谐运动，由于回复力不一定是弹簧的弹力，所以k不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数。
如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。
即回复力满足 F=-kx 的运动就是简谐运动。
知识点 1
简谐运动的回复力
深入理解
判断物体是否做简谐运动的两种方法：
1.x-t图像为正弦曲线
2.F-x 满足 F=-kx的形式
常用判断步骤：
（1）找平衡位置 （2）找回复力 （3）找F=-kx （4）找方向关系
深入理解
简谐运动中部分物理量的变化规律：
1.每次经过同一位置处，x、F、a、势能、动能均相同，v大小相等，方向不一定。若连续两次经过同一点，v反向。
2.简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以简谐运动是变加速运动，,与回复力变化情况相同。
3.当物体移向平衡位置时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动；当物体远离平衡位置时，由于v与a的方向相反，物体做加速度越来越大的减速运动。
例1.（2022·陕西·富县高级中学高二期中）一单摆振动过程中离开平衡位置的位移随时间变化的规律如图所示，取向右为正方向。则下列说法正确的是（ ）
A．第1s末和第5s末摆球位于同一位置 B．0-1s的时间内，摆球的回复力逐渐减小
C．t=3s时，摆球的位移为振幅的 D．t=3s时，摆球的速度方向与加速度方相反
典型例题
【答案】C
【详解】A．由图可知第1s末和第5s末摆球位于平衡位置两侧，到平衡距离相等，故A错误；B．0-1s的时间内，摆球远离平衡位置，恢复力逐渐增大，故B错误；C．设单摆振幅为A，由图可知单摆周期T=8s，则单摆位移与时间的关系式为 ,当t=3s时，摆球的位移为 ,故C正确；D．时，摆球的速度方向与加速度方向相同，故D错误。故选C。
1 （2022·全国·高三专题练习）如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。振子到达D点时开始计时，以竖直向上为正方向，一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．振子在O点受到的弹簧弹力等于零
B．振子在C点和D点的回复力相同
C．t=0.3s时，振子的速度方向为竖直向上
D．t=0.75s到t=1.25s的时间内，振子通过的路程为( )cm
变 式
【答案】C
【详解】A．振子在O点受到的合力等于零，弹簧弹力与其自身重力平衡。故A错误；B．由简谐运动的对称性可知，振子在C点和D点的回复力大小相同，方向相反。故B错误；C．由乙图可知，t=0.3s时，振子由D点向O点运动，其速度方向为竖直向上。故C正确；D．由乙图可知，t=0.75s到t=1.25s的时间内，振子通过的路程为
，故D错误。故选C。
探究思考
弹簧振子的能量变化具有什么规律呢？
弹簧振子的势能与弹簧的伸长量有关，动能与小球的速度有关。
弹簧振子中小球的速度在不断变化，因而它的动能在不断的变化；弹簧伸长量或压缩量在不断变化，因而它的势能也在不断变化。
O
B
A
F
F
位置 A A→O O O→B B
位移 大小
速度 大小
回复力 大小
动能
势能
总能
最大
最大
0
最大
不变
0
不变
不变
不变
不变
最大
最大
最大
0
0
0
0
0
最大
最大
知识点 2
简谐运动的能量
2、简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大.
1、简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。
3、物体在做简谐运动时的Ep-t和Ek-t及E-t图象
t
E
0
机械能E
势能Ep
动能Ek
A
B
O
深入理解
1.简谐运动中x、F、a、v、Ek、Ep量的关系：
把握两个特殊位置
最大位移处，x、F、a、Ep最大，v、Ek为零；
平衡位置处，x、F、a、Ep为零，v、Ek最大.
2.简谐运动机械能守恒，即任意时刻都有：E=Ep+Ek
3.简谐运动是理想状态：实际的振动总是要受到摩擦和阻力，因此在振动过程中需要不断克服外界阻力做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，最终停下来。
拓展延伸
例2.（2022·河南师大附中高二阶段练习）把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（ ）
A．小球在O位置时，动能最大，加速度最大
B．小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功
C．小球在A、B位置时，势能最大，加速度最大
D．小球从B到O的过程中，振动的能量不断减小
典型例题
【答案】C
【详解】AC．振子经过平衡位置时，速度最大，位移为零，所以经过平衡位置动能最大，恢复力为零，加速度为零，在A、B位置时，速度为零，动能最小，势能最大，位移最大，恢复力最大，加速度最大，A错误，C正确；BD．由于恢复力指向平衡位置，所以振子从A经O到B的过程中，回复力先做正功，后做负功，振子的动能和弹簧的势能相互转化，且总量保持不变，即振动的能量保持不变，BD错误。故选C。
2 （2022·全国·高二课时练习）（多选）关于水平的弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（ ）
A．等于在平衡位置时振子的动能
B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能
C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和
D．位移越大振动能量也越大
变 式
【答案】ABC
【详解】A．由于平衡位置的弹性势能为零，所以总能量就等于平衡位置的动能。故A正确；B．在最大位移处，动能全部转化成弹性势能。故B正确；CD．简谐运动过程中机械能守恒，振子动能与弹簧弹性势能之和。故C正确；D错误。故选ABC。
1.（2022·全国·高三专题练习）（多选）关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是（ ）
A．简谐运动是匀变速运动
B．位移减小时，加速度减小，速度增大
C．位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同
D．物体运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同
【答案】BD
【详解】A．简谐运动受到的回复力是变力，所以简谐运动不是匀变速运动，A错误。B．当位移减小时，回复力减小，则加速度减小，物体向平衡位置运动，速度增大，B正确。CD．回复力与位移方向相反，故加速度和位移方向相反，但速度与位移方向可以相同，也可以相反；物体运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，C错误，D正确。故选BD。
课堂练习
2.（2022·山西运城·高二期末）（多选）如图所示，一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度 v（v≠0）相同，那么，下列说法正确的是（ ）
A．振子在M、N两点所受弹簧弹力相同
B．振子在M、N两点相对平衡位置的位移大小相同
C．振子在M、N两点加速度大小相等
D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动
【答案】BC
【详解】ABC．由题意，根据简谐运动的对称性可知，振子在M、N两点相对平衡位置的位移大小相同，振子在M、N两点所受弹簧弹力大小相同、方向相反，振子在M、N两点加速度大小相等，故A错误，BC正确；D．从M点到N点，振子先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故D错误。故选BC。
3.（2022·黑龙江·大庆市东风中学高二开学考试）光滑斜面上物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，如图所示，现将A沿斜面拉到B点无初速释放，物块在BC范围内做简谐运动，则下列说法正确的是（ ）
A．在振动过程中，物块A机械能守恒
B．物块A在C点时，弹簧性势能最小
C．物块A在O点时，系统势能最小
D．物块A在B点时机械能最大
【答案】C
【详解】A．在振动过程中，物块与弹簧构成的系统机械能守恒，物块A的机械能和弹簧的弹性势能相互转化，由于弹性势能是变化的，故物块A的机械能不守恒，故A错误；B．当物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点时，物块A受到向上的弹力，所以弹簧处于伸长状态，结合简谐振动的对称性可知，物块在B点时弹簧的伸长量一定最长，而物块在C点时，弹簧可能处于原长状态，也可能处于压缩状态或伸长状态，可知在C点时，弹簧的弹性势能不一定最小，故B错误；C．物块A和弹簧系统机械能守恒，在O点时，物块的动能最大，故势能最小，故C正确；
D．物块A和弹簧系统机械能守恒；物体在B点时，弹簧的伸长量最长，弹簧的弹性势能最大；物体A的机械能最小，故D错误。故选C。
4.（2022·山东·泰安市基础教育教学研究室高二期末）（多选）装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压5cm后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.4s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管（包括管内液体），下列说法正确的是（ ）
A．振动过程中机械能守恒
B．回复力等于重力和浮力的合力
C．位移满足函数式
D．若向下缓慢按压3cm后放手，振动频率不变
【答案】BCD
【详解】A．玻璃管在振动过程中，水的浮力对玻璃管做功，故振动过程中，玻璃管的机械能不守恒，故A错误；
B．玻璃管振动过程中，受到重力和水的浮力，这两个力的合力充当回复力，故B正确；C．由于振动周期为0.4s，故ω＝ ＝5π rad/s，由图乙可知振动位移的函数表达式为x＝5sin （cm），故C正确；D．由于玻璃管做简谐振动，与弹簧振子的振动相似，结合简谐振动的特点可知，该振动的周期和频率与振幅无关，故D正确。故选BCD。
课堂总结
简谐运动的回复力和能量
简谐运动的回复力
回复力的概念
简谐运动的动力学特征F=-kx
简谐运动的能量与振幅有关
简谐运动机械能守恒
简谐运动的能量
教科版 高中物理 选择性 必修一
第二章 机械振动
第 2 课 简谐运动的回复力及能量
导入与思考
简谐运动的跟以上运动有什么相同点和区别？
匀速直线运动
F合=0
匀变速直线运动
F合=ma,F合和v方向在一条直线上
匀变速曲线运动
F合=ma,F合和v方向有一夹角
圆周运动
F合=mv2/r,F合和v方向始终垂直
学习目标
会用动力学方法，分析简谐运动的变化规律。
01
02
03
理解回复力的概念、简谐运动的能量。
能定性地说明弹簧振子系统的机械能守恒。
探究思考
弹簧振子被拉离平衡位置释放后，为什么会做简谐运动 其受力有什么特点？
1.由于惯性
2.存在力
O
A
B
C
D
O
A
B
C
D
O
A
B
C
D
O
B
C
D
A
X
X
X
F
F
F
F=0
v=0
v
v
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O
A
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C
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A
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A
B
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A
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X
X
X
F
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F
v=0
v
v
v
F=0
所受的合力总是指向平衡位置
小球到达平衡位置合力为0，由于惯性继续运动
知识点 1
简谐运动的回复力
简谐运动力F的方向总是与位移X的方向相反，即总是指向平衡位置。它的作用总是要把物体拉回到平衡位置。所以称为回复力。
定义:
特点:
按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置。
使质点回到平衡位置的力。
来源：
回复力可以是弹力,也可以是其他力(包括摩擦力);可以是某一个力，或几个力的合力,或者某个力的分力。
知识点 1
简谐运动的回复力
不难发现，弹簧振子回复力F由弹簧的弹力提供，与振子位移X的大小成正比，且合力F的方向总是与位移X的方向相反，即：
式中：
“-” 表示回复力方向始终与位移方向相反；
“K”为弹簧的劲度系数；
“x”离开平衡位置的位移
F=-kx
简谐运动的定义的另一种表述
注意：对一般的简谐运动，由于回复力不一定是弹簧的弹力，所以k不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数。
如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。
即回复力满足 F=-kx 的运动就是简谐运动。
知识点 1
简谐运动的回复力
深入理解
判断物体是否做简谐运动的两种方法：
1.x-t图像为正弦曲线
2.F-x 满足 F=-kx的形式
常用判断步骤：
（1）找平衡位置 （2）找回复力 （3）找F=-kx （4）找方向关系
深入理解
简谐运动中部分物理量的变化规律：
1.每次经过同一位置处，x、F、a、势能、动能均相同，v大小相等，方向不一定。若连续两次经过同一点，v反向。
2.简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以简谐运动是变加速运动，,与回复力变化情况相同。
3.当物体移向平衡位置时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动；当物体远离平衡位置时，由于v与a的方向相反，物体做加速度越来越大的减速运动。
例1.（2022·陕西·富县高级中学高二期中）一单摆振动过程中离开平衡位置的位移随时间变化的规律如图所示，取向右为正方向。则下列说法正确的是（ ）
A．第1s末和第5s末摆球位于同一位置 B．0-1s的时间内，摆球的回复力逐渐减小
C．t=3s时，摆球的位移为振幅的 D．t=3s时，摆球的速度方向与加速度方相反
典型例题
【答案】C
【详解】A．由图可知第1s末和第5s末摆球位于平衡位置两侧，到平衡距离相等，故A错误；B．0-1s的时间内，摆球远离平衡位置，恢复力逐渐增大，故B错误；C．设单摆振幅为A，由图可知单摆周期T=8s，则单摆位移与时间的关系式为 ,当t=3s时，摆球的位移为 ,故C正确；D．时，摆球的速度方向与加速度方向相同，故D错误。故选C。
1 （2022·全国·高三专题练习）如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。振子到达D点时开始计时，以竖直向上为正方向，一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．振子在O点受到的弹簧弹力等于零
B．振子在C点和D点的回复力相同
C．t=0.3s时，振子的速度方向为竖直向上
D．t=0.75s到t=1.25s的时间内，振子通过的路程为( )cm
变 式
【答案】C
【详解】A．振子在O点受到的合力等于零，弹簧弹力与其自身重力平衡。故A错误；B．由简谐运动的对称性可知，振子在C点和D点的回复力大小相同，方向相反。故B错误；C．由乙图可知，t=0.3s时，振子由D点向O点运动，其速度方向为竖直向上。故C正确；D．由乙图可知，t=0.75s到t=1.25s的时间内，振子通过的路程为
，故D错误。故选C。
探究思考
弹簧振子的能量变化具有什么规律呢？
弹簧振子的势能与弹簧的伸长量有关，动能与小球的速度有关。
弹簧振子中小球的速度在不断变化，因而它的动能在不断的变化；弹簧伸长量或压缩量在不断变化，因而它的势能也在不断变化。
O
B
A
F
F
位置 A A→O O O→B B
位移 大小
速度 大小
回复力 大小
动能
势能
总能
最大
最大
0
最大
不变
0
不变
不变
不变
不变
最大
最大
最大
0
0
0
0
0
最大
最大
知识点 2
简谐运动的能量
2、简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大.
1、简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。
3、物体在做简谐运动时的Ep-t和Ek-t及E-t图象
t
E
0
机械能E
势能Ep
动能Ek
A
B
O
深入理解
1.简谐运动中x、F、a、v、Ek、Ep量的关系：
把握两个特殊位置
最大位移处，x、F、a、Ep最大，v、Ek为零；
平衡位置处，x、F、a、Ep为零，v、Ek最大.
2.简谐运动机械能守恒，即任意时刻都有：E=Ep+Ek
3.简谐运动是理想状态：实际的振动总是要受到摩擦和阻力，因此在振动过程中需要不断克服外界阻力做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，最终停下来。
拓展延伸
例2.（2022·河南师大附中高二阶段练习）把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（ ）
A．小球在O位置时，动能最大，加速度最大
B．小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功
C．小球在A、B位置时，势能最大，加速度最大
D．小球从B到O的过程中，振动的能量不断减小
典型例题
【答案】C
【详解】AC．振子经过平衡位置时，速度最大，位移为零，所以经过平衡位置动能最大，恢复力为零，加速度为零，在A、B位置时，速度为零，动能最小，势能最大，位移最大，恢复力最大，加速度最大，A错误，C正确；BD．由于恢复力指向平衡位置，所以振子从A经O到B的过程中，回复力先做正功，后做负功，振子的动能和弹簧的势能相互转化，且总量保持不变，即振动的能量保持不变，BD错误。故选C。
2 （2022·全国·高二课时练习）（多选）关于水平的弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（ ）
A．等于在平衡位置时振子的动能
B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能
C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和
D．位移越大振动能量也越大
变 式
【答案】ABC
【详解】A．由于平衡位置的弹性势能为零，所以总能量就等于平衡位置的动能。故A正确；B．在最大位移处，动能全部转化成弹性势能。故B正确；CD．简谐运动过程中机械能守恒，振子动能与弹簧弹性势能之和。故C正确；D错误。故选ABC。
1.（2022·全国·高三专题练习）（多选）关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是（ ）
A．简谐运动是匀变速运动
B．位移减小时，加速度减小，速度增大
C．位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同
D．物体运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同
【答案】BD
【详解】A．简谐运动受到的回复力是变力，所以简谐运动不是匀变速运动，A错误。B．当位移减小时，回复力减小，则加速度减小，物体向平衡位置运动，速度增大，B正确。CD．回复力与位移方向相反，故加速度和位移方向相反，但速度与位移方向可以相同，也可以相反；物体运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，C错误，D正确。故选BD。
课堂练习
2.（2022·山西运城·高二期末）（多选）如图所示，一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度 v（v≠0）相同，那么，下列说法正确的是（ ）
A．振子在M、N两点所受弹簧弹力相同
B．振子在M、N两点相对平衡位置的位移大小相同
C．振子在M、N两点加速度大小相等
D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动
【答案】BC
【详解】ABC．由题意，根据简谐运动的对称性可知，振子在M、N两点相对平衡位置的位移大小相同，振子在M、N两点所受弹簧弹力大小相同、方向相反，振子在M、N两点加速度大小相等，故A错误，BC正确；D．从M点到N点，振子先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故D错误。故选BC。
3.（2022·黑龙江·大庆市东风中学高二开学考试）光滑斜面上物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，如图所示，现将A沿斜面拉到B点无初速释放，物块在BC范围内做简谐运动，则下列说法正确的是（ ）
A．在振动过程中，物块A机械能守恒
B．物块A在C点时，弹簧性势能最小
C．物块A在O点时，系统势能最小
D．物块A在B点时机械能最大
【答案】C
【详解】A．在振动过程中，物块与弹簧构成的系统机械能守恒，物块A的机械能和弹簧的弹性势能相互转化，由于弹性势能是变化的，故物块A的机械能不守恒，故A错误；B．当物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点时，物块A受到向上的弹力，所以弹簧处于伸长状态，结合简谐振动的对称性可知，物块在B点时弹簧的伸长量一定最长，而物块在C点时，弹簧可能处于原长状态，也可能处于压缩状态或伸长状态，可知在C点时，弹簧的弹性势能不一定最小，故B错误；C．物块A和弹簧系统机械能守恒，在O点时，物块的动能最大，故势能最小，故C正确；
D．物块A和弹簧系统机械能守恒；物体在B点时，弹簧的伸长量最长，弹簧的弹性势能最大；物体A的机械能最小，故D错误。故选C。
4.（2022·山东·泰安市基础教育教学研究室高二期末）（多选）装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压5cm后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.4s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管（包括管内液体），下列说法正确的是（ ）
A．振动过程中机械能守恒
B．回复力等于重力和浮力的合力
C．位移满足函数式
D．若向下缓慢按压3cm后放手，振动频率不变
【答案】BCD
【详解】A．玻璃管在振动过程中，水的浮力对玻璃管做功，故振动过程中，玻璃管的机械能不守恒，故A错误；
B．玻璃管振动过程中，受到重力和水的浮力，这两个力的合力充当回复力，故B正确；C．由于振动周期为0.4s，故ω＝ ＝5π rad/s，由图乙可知振动位移的函数表达式为x＝5sin （cm），故C正确；D．由于玻璃管做简谐振动，与弹簧振子的振动相似，结合简谐振动的特点可知，该振动的周期和频率与振幅无关，故D正确。故选BCD。
课堂总结
简谐运动的回复力和能量
简谐运动的回复力
回复力的概念
简谐运动的动力学特征F=-kx
简谐运动的能量与振幅有关
简谐运动机械能守恒
简谐运动的能量
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