簡諧運動的回復力和能量.ppt

11.3簡諧運動的回復力和能量,一、簡諧運動的回復力,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,使振子回到平衡位置的力,3、回復力來源：,振動方向上的合外力,如果質(zhì)點所受的回復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.簡諧運動的動力學特點,F回=kx,5.簡諧運動的運動學特點,6、簡諧運動中的各個物理量變化規(guī)律,O,A,向左減小,向右增大,向右減小,動能增大勢能減小,B,向右增大,向右減小,向左增大,動能減小勢能增大,不變,向左最大,向右最大,0,0,向右最大,0,0,向右最大,向左最大,動能最大勢能為0,動能為0勢能最大,動能為0勢能最大,（1）當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，物體做加速度越來越大的減速運動。,簡諧運動的加速度大小和方向都隨時間做周期性的變化，所以簡諧運動是變加速運動,二.簡諧運動的能量,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。,判斷物體是否做簡諧運動的方法：（1）根據(jù)物體的振動圖像去判斷（2）根據(jù)回復力的規(guī)律F=-kx去判斷,思考題：豎直方向振動的彈簧振子所做的振動是簡諧運動嗎？,證明:豎直懸掛的彈簧振子做簡諧運動,證明步驟：1、找平衡位置2、找回復力3、找F=kx4、找方向關(guān)系,證明:平衡狀態(tài)時有:mg=-kx0當向下拉動x長度時彈簧所受的合外力為F=-k(x+x0)+mg=-kx-kx0+mg=-kx(符合簡諧運動的公式),練習1:做簡諧運動的物體，當位移為負值時，以下說法正確的是（）,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,B,2、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、回復力和位移C加速度、動能和位移D位移、動能、回復力,BCD,3、當一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運動時，下列說法正確的（）,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,CD,4、關(guān)于彈簧振子做簡諧運動時的能量，下列說法正確的有（）,A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,ABC,5如圖是質(zhì)點做簡諧振動的圖像，由此可知（）At=0時，質(zhì)點的位移、速度均為零Bt=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Ct=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,1.彈簧振子作簡諧運動時，以下說法正確的是：A振子通過平衡位置時，回復力一定為零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,3.一個彈簧振子在光滑的水平面上做簡諧運動,其中有兩個時刻彈簧振子的彈力大小相等,但方向相反,則這兩個時刻振子的