11.3 簡諧運動的回復(fù)力和能量課件

1、11.3 簡諧運動的回復(fù)力和能量,思考與討論,,,,,,O,,,,,,A,B,,物體做簡諧運動時，所受的合力有什么特點？,,一、簡諧運動的回復(fù)力,彈簧振子所受的合力F與振子位移X的大小成正比，且合力F的方向總是與位移X的方向相反。,式中K為彈簧的勁度系數(shù),由于力F的方向總是與位移X的方向相反，即總是指向平衡位置。它的作用總是要把物體拉回到平衡位置。所以稱為回復(fù)力,1.定義:,2.特點:,按力的作用效果命名，方向始終指向平衡位置,使振子

2、回到平衡位置的力,3、回復(fù)力來源：,振動方向上的合外力,一、簡諧運動的回復(fù)力,如果質(zhì)點所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且始終指向平衡位置（即與位移方向相反）,質(zhì)點的運動就是簡諧運動。,4.簡諧運動的動力學(xué)特點,5.簡諧運動的運動學(xué)特點,一、簡諧運動的回復(fù)力,,,二、簡諧運動中的各個物理量變化規(guī)律,,,,,,,,,,,X,v,F、a,動能,勢能,A,A-O,O,O-B,B,,向左最大,向左減小,向右最大,,,,向右最大,0

3、,向右最大,向右增大,向右減小,0,0,向右增大,向右減小,向左增大,0,向左最大,0,增大,最大,減小,0,最大,減小,0,增大,最大,O,A,B,,,,,,,,,,,簡諧運動的加速度大小和方向都隨時間做周期性的變化，所以,二、簡諧運動中的各個物理量變化規(guī)律,（1）當(dāng)物體從最大位移處向平衡位置運動時，由于v與a的方向一致，物體做加速度越來越小的加速運動。,（2）當(dāng)物體從平衡位置向最大位移處運動時，由于v與a的方向相反，物體做加速度越來

4、越大的減速運動。,簡諧運動是變加速運動,簡諧運動的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動的能量越大,簡諧運動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變，即機械能守恒。,三、簡諧運動的能量,試畫出物體在做簡諧運動時的Ek-t和Ep-t及E-t圖象,,,,機械能,勢能,動能,A,B,O,豎直方向振動的彈簧振子所做的振動是簡諧運動嗎？,思考題：,判斷物體是否做簡諧運動的方法：,（2）根據(jù)回復(fù)力的規(guī)律F=-kx去判斷,（1）根據(jù)物體的振動圖像去

5、判斷,做簡諧運動的物體，當(dāng)位移為負值時，以下說法正確的是 （ ）,,B,課 堂 練 習(xí),A．速度一定為正值，加速度一定為正值B．速度不一定為正值，但加速度一定為正值C．速度一定為負值，加速度一定為正值D．速度不一定為負值，加速度一定為負值,在簡諧運動中，振子每次經(jīng)過同一位置時，下列各組中描述振動的物理量總是相同的是 （ ） A．速度、加速度、動能B．加速度、回復(fù)力和位移C．加速度、動能和位移D．位移、動能、回

6、復(fù)力,BCD,課 堂 練 習(xí),當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運動時，下列說法正確的（ ）,CD,課 堂 練 習(xí),A．振子在振動過程中，速度相同時，彈簧的長度一定相等B．振子從最低點向平衡位置運動過程中，彈簧彈力始終做負功C．振子在振動過程中的回復(fù)力由彈簧的彈力和振子的重力的合力提供D．振子在振動過程中，系統(tǒng)的機械能一定守恒,關(guān)于彈簧振子做簡諧運動時的能量，下列說法正確的有 （ ）,ABC,課 堂 練 習(xí),A．

7、等于在平衡位置時振子的動能 B．等于在最大位移時彈簧的彈性勢能 C．等于任意時刻振子動能與彈簧彈性勢能之和 D．位移越大振動能量也越大,如圖是質(zhì)點做簡諧振動的圖像，由此可知（ ）A．t=0時，質(zhì)點的位移、速度均為零B．t=1s時，質(zhì)點的位移為正向最大，速度為零，加速度為負向最大C．t=2s時，質(zhì)點的位移為零，速度為負向最大值，加速度為零D．質(zhì)點的振幅為5cm，周期為2s,BC,課 堂 練 習(xí),彈簧振子作簡諧運動

8、時，以下說法正確的是（ ）A．振子通過平衡位置時，回復(fù)力一定為零B．振子做減速運動，加速度卻在增大C．振子向平衡位置運動時，加速度方向與速度方向相反D．振子遠離平衡位置運動時，加速度方向與速度方向相反,ABD,課 堂 練 習(xí),如圖所示，是一彈簧振子，設(shè)向右方向為正，O為平衡位置，則（ ） A．A→O位移為負值，速度為正值B．O→B時，位移為正值，加速度為負值C．B→O時，位移為負值，速度為