113-简谐运动的回复力和能量要点课件

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,*,11.3,简谐运动的回复力和能量,一、简谐运动的回复力,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,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,F,回,=kx,5.简谐运动的运动学特点,6、 简谐运动中的各个物理量变化规律,O,A,A,AO,O,OB,B,x,v,F、a,动能,势能,总机械能,向左,减小,向右增大,向右,减小,动能增大,势能减小,B,向右,增大,向右减小,向左,增大,动能减小,势能增大,不变,向左最大,向右最大,0,0,向右最大,0,0,向右最大,向左最大,动能最大,势能为0,动能为0,势能最大,动能为0,势能最大,O,B,A,F,F,（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,二.简谐运动的能量,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,。,判断物体是否做简谐运动的方法：,（1）根据物体的振动图像去判断,（2）根据回复力的规律,F=-kx,去判断,思考题：,竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？,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=-kx,0,当,向下拉动x长度时弹簧所受的合外力为,F=-k(x+x,0,)+mg =-kx,-kx,0,+mg,=-kx,(符合简谐运动的公式),练习1:做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是 （ ）,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,B,2、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,3、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（ ）,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,CD,4、关于水平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,ABC,5如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（ ）,At=0时，质点的位移、速度均为零,Bt=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大,Ct=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,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,2.,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,3.一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,