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课件网) 2.3 简谐运动的回复力和能量 物理人教版（新教材）选择性必修第一册 一、机械振动 1.定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动. 2.特点: ①对称性; ②周期性. 二、弹簧振子模型 1.小球看成质点; 2.忽略弹簧质量; 3.忽略阻力. 三、振动图像(x--t图象) 横坐标t—时间;纵坐标x—偏离平衡位置的位移. 复习：简谐运动及其描述复习：简谐运动及其描述 位移x:总是从平衡位置指向振子位置. 4、特征值法:振幅; 周期、频率; 相位. 强弱； 快慢; 步调. 四、简谐运动的描述 1、定义法:位移随时间按正弦规律变化. 3、图象法:是正弦曲线. 2、公式法： 复习：简谐运动及其描述复习：简谐运动及其描述 我们学过哪些运动及其受力如何？ 复习回顾 运动 受力特点 力大小变化情况 与速度的方向关系 匀速直线运动 匀变速直线运动 匀变速曲线运动 匀速圆周运动 …… …… …… F合与v在一条直线上 F合与v方向有一夹角 F合与v方向始终垂直 下列物理量 速度V 加速度a 回复力F 位移X 1、在平衡位置最大的有： 为零的有： V X F a 2、在弹簧的最大的伸长量或最大的压缩量： 最大的物理量有： 为零的物理量有： X F a V 3、 从A到 O是:加速度不断减小 , 速度增大过程。 （O到A 呢） 思考1:弹簧振子为什么会做往复运动 答:1.存在力; 惯性. 思考2:这个力有什么特点 2.总是指向平衡位置. 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 A B C D 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 总是指向平衡位置 1. 定义：使物体回到平衡位置的力，总指向平衡位置 一、回复力 注意：（1）回复力是按力的作用效果命名。 （2）回复力来源： 振动方向上的合外力 1. 定义：使物体回到平衡位置的力，总指向平衡位置 一、回复力 2. 计算： F回= －k x 回 思考：一弹簧上端固定，劲度系数为k，另一端挂一质量为m的小球，释放后小球做上下运动，弹簧此时没有超出弹性限度，小球的运动是简谐运动吗？其回复力是谁提供的？ x0 o 证明：平衡位置时弹簧的形变量为x0， 则 mg=kx0 当小球向下运动到离平衡位置的距离是x时， 回复力：F=mg-k(x0+x) 得F=-kx， 即小球的运动是简谐运动。重力和弹力的合力提供回复力 位移 速度 回复力 A A-O O O-A/ A/ 最大 减小 最大 最大 0 最大 增大 减小 0 0 增大 减小 增大 0 向最大 0 增大 最大 减小 0 最大 减小 0 增大 最大 O A A/ 分析总结：结合下图完成下表 动能 势能 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。 思考：在简谐运动过程中，振子能量变化情况如何？ A A →O O B B O O O→A 动能 0 增大 最大 减小 0 增大 最大 减小 势能 最大 减小 0 增大 最大 减小 0 增大 总能 不变 O→B 振 物理量 变 化 规 律 子 位 置 1、总机械能=任意位置的动能+势能 =平衡位置的动能 =振幅位置的势能； 2、振动系统的能量与振动的振幅和劲度系数有关。 劲度系数越大,振幅越大，振动的能量越大； 3.实际的振动总是要受到摩擦和阻力，因此在振动过程中需要不断克服外界阻力做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，最终停下来. 二、简谐运动的能量 物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及E-t图象 t E 0 机械能 势能 动能 A B O 三、 简谐运动中的各个物理量变化规律 O A A A－O O O－B 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 判断物体是否做简谐运动的方法： (1)运动学法：振动图像; (2)动力学法 ... ...
