簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量46233.ppt

1、描述簡諧運(yùn)動的物理量振幅：描述振動強(qiáng)弱；周期和頻率：描述振動快慢;相位：描述振動步調(diào).2、簡諧運(yùn)動的表達(dá)式：,復(fù)習(xí)回顧,第三節(jié)簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量,思考與討論,O,A,B,物體做簡諧運(yùn)動時(shí)，所受的合力有什么特點(diǎn)？,一、簡諧運(yùn)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(diǎn):,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(fù)力來源：,振動方向上的合外力,一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力,4.公式:,“-”表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反.,(胡克定律),k-彈簧的勁度系數(shù)(常量),x-振子離開平衡位置的位移,簡稱位移,方向總是背離平衡位置.,(1)大小:,一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力,(2)方向:總是指向平衡位置.,物體做簡諧運(yùn)動的條件是什么？,思考與討論：,簡諧運(yùn)動是什么性質(zhì)的運(yùn)動？,如果質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動。,5.簡諧運(yùn)動的動力學(xué)特點(diǎn)（條件）,F回=kx,6.簡諧運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特點(diǎn),（1）當(dāng)物體從最大位移處向平衡位置運(yùn)動時(shí)，由于v與a的方向一致，物體做加速度越來越小的加速運(yùn)動。（2）當(dāng)物體從平衡位置向最大位移處運(yùn)動時(shí)，由于v與a的方向相反，物體做加速度越來越大的減速運(yùn)動。,簡諧運(yùn)動是變加速運(yùn)動,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,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,分析總結(jié)：結(jié)合下圖完成下表,簡諧運(yùn)動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒。,二、簡諧運(yùn)動的能量,試畫出物體在做簡諧運(yùn)動時(shí)的Ek-t和Ep-t及E-t圖象,機(jī)械能,勢能,動能,A,B,O,簡諧運(yùn)動的能量由勁度系數(shù)和振幅決定.勁度系數(shù)越大,振動的能量越大；振幅越大，振動的能量越大.,豎直方向振動的彈簧振子所做的振動是簡諧運(yùn)動嗎？,思考題：,例1證明:豎直懸掛的彈簧振子做簡諧運(yùn)動,證明步驟：1、找平衡位置2、找回復(fù)力3、找F=kx4、找方向關(guān)系,證明:平衡狀態(tài)時(shí)有:mg=kx0當(dāng)向下拉動x長度時(shí)彈簧所受的合外力為F=-k(x+x0)+mg=-kx-kx0+mg=-kx(符合簡諧運(yùn)動的公式),例2作簡諧運(yùn)動的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時(shí)，一定相同的物理量是（）A：速度B：位移C：回復(fù)力D：加速度,BCD,小結(jié),1、回復(fù)力：使振動物體回到平衡位置的力.,2、簡諧運(yùn)動回復(fù)力的特點(diǎn)：如果質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力與它d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(diǎn)的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動。,3、簡諧運(yùn)動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒.,1:做簡諧運(yùn)動的物體，當(dāng)位移為負(fù)值時(shí)，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(fù)值，加速度一定為正值D速度不一定為負(fù)值，加速度一定為負(fù)值,B,課堂練習(xí),2、當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運(yùn)動時(shí)，下列說法正確的（）,A振子在振動過程中，速度相同時(shí)，彈簧的長度一定相等B振子從最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動過程中，彈簧彈力始終做負(fù)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(jī)械能一定守恒,CD,3、關(guān)于彈簧振子做簡諧運(yùn)動時(shí)的能量，下列說法正確的有（）,A等于在平衡位置時(shí)振子的動能B等于在最大位移時(shí)彈簧的彈性勢能C等于任意時(shí)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,4如圖是質(zhì)點(diǎn)做簡諧振動的圖像，由此可知（）At=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移、速度均為零Bt=1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為正向最大，速度為零，加速度為負(fù)向最大Ct=2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，速度為負(fù)向最大值，加速度為零D質(zhì)點(diǎn)的振幅為5cm，周期為2s,BC,例2如圖所示，某一時(shí)刻彈簧振子的小球運(yùn)動到平衡位置右側(cè)，距平衡位置0點(diǎn)3cm處的B點(diǎn)，已知小球的質(zhì)量為1kg，小球離開平衡位置的最大