简谐振动弹簧振子课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,思考与讨论,O,A,B,O,A,B,C,D,O,A,B,C,D,O,A,B,C,D,O,A,B,C,D,物体做简谐运动时，所受的合力有什么特点？,O,A,B,C,D,O,A,B,C,D,O,A,B,C,D,O,B,C,D,A,X,X,X,X,X,X,F,F,F,F,F,F,思考与讨论OABOABCDOABCDOABCDOABCD物体,1,一、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,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,2,1.,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,1.定义:2.特点:按力的作用效果命名，使振子回到平衡位置,3,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,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,4,二,、,简谐运动中的各个物理量变化规律,X,v,F,、,a,动能,势能,A,A-O,O,O-B,B,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,0,0,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,O,A,B,二、简谐运动中的各个物理量变化规律XvF、a动能势能AA-O,5,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,简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所,6,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,试画出物体在做简谐运动时的,E,k,-t,和,E,p,-t,及,E-t,图象,t,E,0,机械能,势能,动能,A,B,O,简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大,7,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：,（,2,）根据回复力的规律,F=-kx,去判断,（,1,）根据物体的振动图像去判断,竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？思考,8,做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（）,B,课 堂 练 习,A,速度一定为正值，加速度一定为正值,B,速度不一定为正值，但加速度一定为正值,C,速度一定为负值，加速度一定为正值,D,速度不一定为负值，加速度一定为负值,做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是,9,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,在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述,10,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,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,11,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,关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（,12,如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（）,A,t=0,时，质点的位移、速度均为零,B,t=1s,时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大,C,t=2s,时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零,D,质点的振幅为,5cm,，周期为,2s,BC,课 堂 练 习,如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（）BC课 堂,13,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 练 习,弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是（,14,如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，,O为平衡位置，则（）,AAO位移为负值，速度为正值,BOB时，位移为正值，加速度为负值,CBO时，位移为负值，速度为负值,DOA时，位移为负值，加速度为正值,A,B,O,ABD,课 堂 练 习,如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，O为平衡位置,15,一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 练 习,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,16,