高二物理簡諧運動的回復力和能量1

1、第十一章 機械振動三衢中學 余新文一、機械振動 定義:物體在平衡位置附近所做的往復運動，叫做機械振動通常簡稱振動 最簡單、最基本的振動是簡諧運動復習復習: :二 、 簡諧運動 a、小球可看作質點且阻力忽略不、小球可看作質點且阻力忽略不計計 b、彈簧的質量忽略不計、彈簧的質量忽略不計1、 彈簧振子彈簧振子 (2)平衡位置（平衡位置（O點）點） :振子靜止時所處的位置振子靜止時所處的位置.此時彈簧長度為原長此時彈簧長度為原長.(1)理想模型理想模型:(3)簡諧運動的位移簡諧運動的位移:總是從平衡位置指向振子位置即總是從平衡位置指向振子位置即總是背離平衡位置總是背離平衡位置思考思考:彈簧振子彈簧振子

2、為什么會做往為什么會做往復運動復運動?1、存在、存在力力。2、慣性、慣性思考思考:這個力這個力有什么特點有什么特點?總是指向平衡位置總是指向平衡位置2、回復力、回復力 振動物體受到振動物體受到總是指向平衡位置總是指向平衡位置的力的力. kxF即即:回復力的公式為回復力的公式為“-” 表示回復力方向始終與位移方向相反表示回復力方向始終與位移方向相反。kxF(胡克定律)k -彈簧的勁度系數彈簧的勁度系數(常量常量)x -振子離開平衡位置的位移振子離開平衡位置的位移,簡稱簡稱位移位移, 方向方向總是背離平衡位置總是背離平衡位置.大小大小:3、 簡諧運動的定義：簡諧運動的定義： 如果質點所受的力與它如

3、果質點所受的力與它 偏離平衡位置的位移大小成偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置正比，并且總是指向平衡位置,質點的運動就是簡諧質點的運動就是簡諧運動運動.即回復力滿足即回復力滿足 F= -KX 的運動就是簡諧運動的運動就是簡諧運動 變加速運動變加速運動、運動規(guī)律、運動規(guī)律:注意注意：對一般的簡諧運動，由于回復力不一定是彈簧的彈：對一般的簡諧運動，由于回復力不一定是彈簧的彈力，所以力，所以K不一定是勁度系數而是回復力與位移的比例不一定是勁度系數而是回復力與位移的比例系數系數 如圖所示，某一時刻彈簧振子的小球運動如圖所示，某一時刻彈簧振子的小球運動到平衡位置右側，距平衡位置到平衡位置

4、右側，距平衡位置O O點點3cm3cm處的處的B B點，點，已知小球的質量為已知小球的質量為1kg1kg，小球離開平衡位置的，小球離開平衡位置的最大距離為最大距離為5cm5cm，彈簧的勁度系數為，彈簧的勁度系數為200N/m200N/m，求：求：（1 1）最大回復力的大小是多少？）最大回復力的大小是多少？（2 2）在）在B B點時小球受到的回復力的大小和方向？點時小球受到的回復力的大小和方向？（3 3）此時小球的加速度大小和方向？）此時小球的加速度大小和方向？（4 4）小球的運動方向怎樣？）小球的運動方向怎樣？思考思考OB 例例11 作簡諧運動的物體，當它每次經過同一位作簡諧運動的物體，當它每

5、次經過同一位置時，一定相同的物理量是（置時，一定相同的物理量是（ ） A A：速度：速度 B B：位移：位移 C C：回復力：回復力 D D：加速度：加速度BCD思考：在簡諧運動過程中，振子能量變化情況如何？思考：在簡諧運動過程中，振子能量變化情況如何？ AA O O BB O OOA動能動能0增大最大減小0增大最大減小勢能勢能最大減小0增大最大減小0增大總能總能不變OB振振物理量物理量變變化化規(guī)規(guī)律律子子位位置置 AAO O BB O OOA位移位移x大小 方向 回復力回復力F F大小 方向 加速度加速度a a大小 方向 速度速度v v大小 方向 OB最大最大向右向右向左向左向右向右最大最大向左向左最大最大向右向右0減小減小增大增大減小減小向左向左減小減小減小減小增大增大向右向右向右向右向右向右000最大最大向右向右增大增大增大增大向左向左向右向右增大增大向左向左減小減小向右向右最大最大向右向右最大最大向左向左最大最大向左向左0減小減小向右向右減小減小減小減小向左向左向左向左增大增大向