简谐运动的回复力和能量
图片预览
文档简介
课件20张PPT。11.3 简谐运动的回复力和能量复习回顾：1.简谐运动有什么特点？（1）往复性、周期性（2）x-t图像是正弦曲线2.在简谐运动中振子的位移是如何规定的？由平衡位置指向振子所在位置的有向线段3.胡克定律：物体所受弹簧的弹力，与弹簧形变量成正比即：F=kx思考与讨论OAB物体做简谐运动时，所受的合力有什么特点？ 一、简谐运动的回复力弹簧振子所受的合力F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。式中K为弹簧的劲度系数 由于力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1.定义:2.特点:按力的作用效果命名，
方向始终指向平衡位置 使振子回到平衡位置的力3、回复力来源：振动方向上的合外力 一、简谐运动的回复力 如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。4.简谐运动的动力学特点5.简谐运动的运动学特点 一、简谐运动的回复力 竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？思考题：判断物体是否做简谐运动的方法：根据回复力的规律F=-kx去判断证明: 竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动证明步骤：
1、找平衡位置
2、找回复力
3、找F=kx
4、找方向关系证明:平衡状态时有: mg=kx0 当向下拉动x长度时弹簧所受的 合外力大小为 F=k(x+x0)-mg =kx+kx0-mg =kx 因为位移的方向与合力方向相反，所以F=- kx 即:振子的运动是简谐运动二、简谐运动中的各个物理量变化规律XvF ,a动能势能AA-OOO-BB向左最大向左减小向右最大向右最大0向右最大向右增大向右减小00向右增大向右减小向左增大0向左最大0增大最大减小0最大减小0增大最大OAB 简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以二、简谐运动中的各个物理量变化规律（1）当物体从最大位移处向平衡位置运动时，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。（2）当物体从平衡位置向最大位移处运动时，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。简谐运动是变加速运动 简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大 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。三、简谐运动的能量特别强调：实际的运动都有一定的能量损耗，
所以简谐运动是一种理想化的模型。 1.简谐运动的回复力：F =-kx课 堂 小 结2.简谐运动过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒3.简谐运动过程中各个物理量的变化：
x F a v 动能 势能
例1： 弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是（ ）
A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零
B．振子做减速运动，加速度却在增大
C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反
D．振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反ABD课 堂 巩 固 例2： 一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,其中有两个时刻弹簧振子的弹力大小相等,但方向相反,则这两个时刻振子的（ ） A．速度一定大小相等,方向相反
B．加速度一定大小相等,方向相反
C．位移一定大小相等,但方向不一定相反
D．以上三项都不一定大小相等方向相反 B课 堂 巩 固1、在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是 （ ）
A．速度、加速度、动能
B．加速度、回复力和位移
C．加速度、动能和位移
D．位移、动能、回复力BCD课 堂 练 习 2、当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的（ ）CD课 堂 练 习A．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等
B．振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功
C．振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供
D．振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒 3、关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有 （ ）ABC课 堂 练 习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 1.课本练习：1、2、3、4课 后 巩 固2.课后拓展习题。
方向始终指向平衡位置 使振子回到平衡位置的力3、回复力来源：振动方向上的合外力 一、简谐运动的回复力 如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。4.简谐运动的动力学特点5.简谐运动的运动学特点 一、简谐运动的回复力 竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？思考题：判断物体是否做简谐运动的方法：根据回复力的规律F=-kx去判断证明: 竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动证明步骤：
1、找平衡位置
2、找回复力
3、找F=kx
4、找方向关系证明:平衡状态时有: mg=kx0 当向下拉动x长度时弹簧所受的 合外力大小为 F=k(x+x0)-mg =kx+kx0-mg =kx 因为位移的方向与合力方向相反，所以F=- kx 即:振子的运动是简谐运动二、简谐运动中的各个物理量变化规律XvF ,a动能势能AA-OOO-BB向左最大向左减小向右最大向右最大0向右最大向右增大向右减小00向右增大向右减小向左增大0向左最大0增大最大减小0最大减小0增大最大OAB 简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以二、简谐运动中的各个物理量变化规律（1）当物体从最大位移处向平衡位置运动时，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。（2）当物体从平衡位置向最大位移处运动时，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。简谐运动是变加速运动 简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大 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。三、简谐运动的能量特别强调：实际的运动都有一定的能量损耗，
所以简谐运动是一种理想化的模型。 1.简谐运动的回复力：F =-kx课 堂 小 结2.简谐运动过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒3.简谐运动过程中各个物理量的变化：
x F a v 动能 势能
例1： 弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是（ ）
A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零
B．振子做减速运动，加速度却在增大
C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反
D．振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反ABD课 堂 巩 固 例2： 一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,其中有两个时刻弹簧振子的弹力大小相等,但方向相反,则这两个时刻振子的（ ） A．速度一定大小相等,方向相反
B．加速度一定大小相等,方向相反
C．位移一定大小相等,但方向不一定相反
D．以上三项都不一定大小相等方向相反 B课 堂 巩 固1、在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是 （ ）
A．速度、加速度、动能
B．加速度、回复力和位移
C．加速度、动能和位移
D．位移、动能、回复力BCD课 堂 练 习 2、当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的（ ）CD课 堂 练 习A．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等
B．振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功
C．振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供
D．振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒 3、关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有 （ ）ABC课 堂 练 习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 1.课本练习：1、2、3、4课 后 巩 固2.课后拓展习题。