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课件网) 教科版 高中物理 选择性 必修一 第二章 机械振动 第 2 课 简谐运动的回复力及能量 导入与思考 简谐运动的跟以上运动有什么相同点和区别？ 匀速直线运动 F合=0 匀变速直线运动 F合=ma,F合和v方向在一条直线上 匀变速曲线运动 F合=ma,F合和v方向有一夹角 圆周运动 F合=mv2/r,F合和v方向始终垂直 学习目标 会用动力学方法，分析简谐运动的变化规律。 01 02 03 理解回复力的概念、简谐运动的能量。 能定性地说明弹簧振子系统的机械能守恒。 探究思考 弹簧振子被拉离平衡位置释放后，为什么会做简谐运动 其受力有什么特点？ 1.由于惯性 2.存在力 O A B C D O A B C D O A B C D O B C D A X X X F F F F=0 v=0 v v v O A B C D O A B C D O A B C D O A B C D X X X F F F v=0 v v v F=0 所受的合力总是指向平衡位置 小球到达平衡位置合力为0，由于惯性继续运动 知识点 1 简谐运动的回复力 简谐运动力F的方向总是与位移X的方向相反，即总是指向平衡位置。它的作用总是要把物体拉回到平衡位置。所以称为回复力。 定义: 特点: 按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置。 使质点回到平衡位置的力。 来源： 回复力可以是弹力,也可以是其他力(包括摩擦力);可以是某一个力，或几个力的合力,或者某个力的分力。 知识点 1 简谐运动的回复力 不难发现，弹簧振子回复力F由弹簧的弹力提供，与振子位移X的大小成正比，且合力F的方向总是与位移X的方向相反，即： 式中： “-” 表示回复力方向始终与位移方向相反； “K”为弹簧的劲度系数； “x”离开平衡位置的位移 F=-kx 简谐运动的定义的另一种表述 注意：对一般的简谐运动，由于回复力不一定是弹簧的弹力，所以k不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数。 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。 知识点 1 简谐运动的回复力 深入理解 判断物体是否做简谐运动的两种方法： 1.x-t图像为正弦曲线 2.F-x 满足 F=-kx的形式 常用判断步骤： （1）找平衡位置 （2）找回复力 （3）找F=-kx （4）找方向关系 深入理解 简谐运动中部分物理量的变化规律： 1.每次经过同一位置处，x、F、a、势能、动能均相同，v大小相等，方向不一定。若连续两次经过同一点，v反向。 2.简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以简谐运动是变加速运动，,与回复力变化情况相同。 3.当物体移向平衡位置时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动；当物体远离平衡位置时，由于v与a的方向相反，物体做加速度越来越大的减速运动。 例1.（2022·陕西·富县高级中学高二期中）一单摆振动过程中离开平衡位置的位移随时间变化的规律如图所示，取向右为正方向。则下列说法正确的是（ ） A．第1s末和第5s末摆球位于同一位置 B．0-1s的时间内，摆球的回复力逐渐减小 C．t=3s时，摆球的位移为振幅的 D．t=3s时，摆球的速度方向与加速度方相反 典型例题 【答案】C 【详解】A．由图可知第1s末和第5s末摆球位于平衡位置两侧，到平衡距离相等，故A错误；B．0-1s的时间内，摆球远离平衡位置，恢复力逐渐增大，故B错误；C．设单摆振幅为A，由图可知单摆周期T=8s，则单摆位移与时间的关系式为 ,当t=3s时，摆球的位移为 ,故C正确；D．时，摆球的速度方向与加速度方向相同，故D错误。故选C。 1 （2022·全国·高三专题练习）如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。振子到达D点时开始计时，以竖直向上为正方向，一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A．振子在O点 ... ...
