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课件网) 2.3简谐运动的回复力和能量 学习 目标 1.知道简谐运动的回复力及表达式 2.会定性分析位移、速度、加速度、回复力、动能、势能及机械能的变化情况 复习：简谐运动的表达式是怎样的？ 当我们把弹簧振子的小球拉离平衡位置释放后，小球就会在平衡位置附近做简谐运动。 ？？？ 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 物体做简谐运动时，所受的合力有什么特点？ O A B C D x x x x x x F F F F F F 1.定义： 3.方向: 方向始终指向平衡位置 使振子回到平衡位置的力 一.简谐运动的回复力 2.公式: 比例系数(常量) 离开平衡位置的位移 “-”表示回复力方向始终与位移方向相反 简谐运动的定义的另一种表述： 如果质点所受的力与它 偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动.即回复力满足 F= -kx的运动就是简谐运动 简谐运动的动力学特征 简谐运动的运动学特征 1. 需证明回复力与位移的大小关系； 2. 需证明回复力与位移的方向关系； 证明振动的图象为正弦图象即可 简谐运动的两种证明 证明：在劲度系数为k，原长为L0，固定于一点的弹簧下端挂一质量为m的小球，释放后小球做上下振动，此时弹簧没有超出弹性限度，小球的振动是简谐运动吗？ 证明步骤： 1.找平衡位置0; 2.找回复力F ; 3.找F、x大小关系; 4.找F、x方向关系. 原长位置 a 静止位置 b c 回复力由弹簧的弹力提供 回复力由弹簧的弹力与重力的合力提供 A随B 一起振动 A的回复力由静摩擦力提供 回复力是效果力，可以是一个力单独提供，也可由几个力的合力提供，或由某个力的分力提供. 简谐运动回复力来源 【典型例题】 【例题1】 (多选)如图所示,弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动,下列说法正确的是( ) A.弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用 B.弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用 C.振子由A向O运动过程中,回复力逐渐增大 D.振子由O向B运动过程中,回复力的方向指向平衡位置 答案:AD 【变式训练1】 如图所示,弹簧振子B上放一个物块A,在A与B一起做简谐运动的过程中,下列关于A受力的说法正确的是( ) A.物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力 B.物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力 C.物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力 D.物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力 答案:D 思考 二.简谐运动的能量 做简谐运动的物体，一个周期内能量是如何变化的？ Q Q→O O O→P P P→O O O→Q 位移 回复力 加速度 速度 动能 弹性势能 机械能 最大(左) 0 0 最大 不变 不变 0 0 0 最大 0 不变 不变 0 0 最大 不变 不变 不变 最大(右) 最大(右) 最大(右) 最大(左) 最大(左) 最大(右) 0 0 0 最大 0 不变 最大(左) 右； 右； 左； 右； 右； 左； 左； 左； 右； 右； 左； 右； 左； 左； 左； 右； Q Q→O O O→P P P→O O O→Q 位移 回复力 加速度 速度 动能 弹性势能 机械能 最大(左) 0 0 最大 不变 不变 0 0 0 最大 0 不变 不变 0 0 最大 不变 不变 不变 最大(右) 最大(右) 最大(右) 最大(左) 最大(左) 最大(右) 0 0 0 最大 0 不变 最大(左) 右； 右； 左； 右； 右； 左； 左； 左； 右； 右； 左； 右； 左； 左； 左； 右； 1.位移、回复力、加速度x三者同步变化,与速度的变化相反。 最大位移处:x、F、a、Ep最大，v、Ek为零； 2.把握两个特殊位置 平衡位置处:x、F、a、Ep为零，v、Ek最大. 3.两个过程: ①向平衡位置O靠近的过程:速度、动能变大; ②远离平衡位置O的过程:位移、加速度、回复力和势能变大。 4.动能势能相互转化，机 ... ...
