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课件网) 第二章 机械振动 第2节 简谐运动的回复力及能量 _____ _____ 1.会分析弹簧振子的受力情 况，理解回复力的概念. 2.认识简谐运动中位移、速 度、加速度、回复力的变 化关系，完善运动与相互 作用观念. 3.理解水平弹簧振子的能量 转化情况，完善能量观念. 情境导学 弹簧是减震器的关键组件，它能够吸收和分散来自外部的振动和冲击的能量.上 图是汽车减震器，其中的弹簧可看作一个储能元件，储能的同时还可以把影响车辆 乘坐舒适度和操控稳定性的不利能量消耗掉. 新知课丨必备知识解读 知识点1 回复力 定义 当振动物体偏离平衡位置时，会受到一个指向平衡位置的力，这个力叫 作回复力. 公式 大小 与位移大小成正比. 方向 总是指向平衡位置. 来源 回复力可以由某一个力提供，也可能是几个力的合力，还可能是某一个 力的分力. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 举例分析 情境 图示 回复力 水平弹簧振子 _____ （【说明】水平杆光 滑，弹簧的质量忽略不 计.） 由弹簧弹力提供回复力. 续表 举例分析 竖直弹簧振子 _____ 由弹簧弹力和重力的合力提供 回复力. _____ （【说明】水平面光 滑.） 续表 学思用·典例详解 例1-1 （多选）如图2-2-1所示，小球在光滑水平杆上的、 两点之间做往复运动， 平衡位置为 点，下列说法正确的是( ) AD 图2-2-1 A.小球在运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用 B.小球在运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用 C.小球由点向 点运动的过程中，回复力逐渐增大 D.小球由点向 点运动的过程中，回复力的方向指向平衡位置 【解析】回复力不是做简谐运动的物体受到的具体的力，小球受重力、支持力和弹 簧弹力，弹簧弹力提供回复力，故A正确，B错误;回复力的大小与位移的大小成正比， 小球由点向 点运动的过程中位移在减小，则回复力逐渐减小,故C错误；回复力的 方向总是指向平衡位置，故D正确. 知识点2 简谐运动中的能量转化 图2-2-2 1 弹簧振子的状态与能量的关系 （1）振子的动能 由 可知，因为振子的速度在不断变化，所以 动能也在不断变化. （2）振子的势能 弹簧的弹性势能与形变量有关，因为弹簧形变量在不 断变化，所以势能也在不断变化. （3）振子在不同位置的动能和势能 以水平弹簧振子为例，如图2-2-2所示，设弹簧振子在任意时刻（或任意位置） 的动能为，势能为 ，则动能和势能的变化如下表所示. 振子位置 振子速度 零 增大 最大 减小 零 动能 零 增大 最大 减小 零 弹簧形变量 最大 减小 零 增大 最大 弹性势能 最大 减小 零 增大 最大 特别提醒 1.在一个振动周期内，动能和势能完成两次周期性变化. 2.振子运动经过平衡位置两侧的对称点时，具有相等的动能和相等的势能. 2 弹簧振子的能量变化规律 （1）振动系统的总机械能等于弹簧的势能与振子的动能之和，振动过程就是动 能和势能相互转化的过程. （2）在动能与势能转化的过程中，机械能守恒. 深度理解 1.从力的角度分析，简谐运动没有摩擦阻力. 2.从能量转化角度分析，简谐运动没有机械能损失（理想化的运动模型.），一 旦供给系统一定的能量，使它开始振动，它就以一定的振幅永不停息地持续振动. 3 决定能量大小的因素 振动系统的机械能跟振幅有关.对一个给定的振动系统，振幅越大，振动越强， 系统的机械能越大；振幅越小，振动越弱，系统的机械能越小. . . 学思用·典例详解 例2-2 把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水 平方向做简谐运动，它围绕平衡位置在、 间振动，如图2-2-3，下列结论正确的 是( ) C 图2-2-3 A.小球在 位置时，动能最小，加速度最小 B.小球在 位置时，动能最大，加速度最大 C.从经到 的 ... ...
