（簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量）人教版高中物理選修3-4教學(xué)課件

1、講解人：精品課件 時(shí)間：2020.5.25MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第1節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量第十一章 機(jī)械振動(dòng)人教版高中物理選修3-4第一頁(yè)，共十九頁(yè)。1、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量振幅：描述振動(dòng)強(qiáng)弱；周期和頻率：描述振動(dòng)快慢;相位：描述振動(dòng)步調(diào). 2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：復(fù)習(xí)引入第二頁(yè)，共十九頁(yè)。物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的合力有什么特點(diǎn)？思考與討論OABOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOBCDAXXXXXXFFFFFF第三頁(yè)，共十九頁(yè)。彈簧振子所受的合力F與振子位移x的大小成正比，且合力F的方向總是與位移x的方向相反。式中k為彈簧

2、的勁度系數(shù) 由于力F的方向總是與位移x的方向相反，即總是指向平衡位置。它的作用總是要把物體拉回到平衡位置。所以稱為回復(fù)力一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第四頁(yè)，共十九頁(yè)。1.定義:2.特點(diǎn):按力的作用效果命名，方向始終指向平衡位置 使振子回到平衡位置的力3.回復(fù)力來(lái)源：振動(dòng)方向上的合外力一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第五頁(yè)，共十九頁(yè)。4.公式:“-” 表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反(胡克定律)k -彈簧的勁度系數(shù)(常量)x -振子離開(kāi)平衡位置的位移,簡(jiǎn)稱位移, 方向總是背離平衡位置.(1)大小:(2)方向: 總是指向平衡位置.一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第六頁(yè)，共十九頁(yè)。物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是什么？簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)

3、動(dòng)？一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第七頁(yè)，共十九頁(yè)。 如果質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且始終指向平衡位置（即與位移方向相反）,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。5.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn) F回= kx6.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第八頁(yè)，共十九頁(yè)。（1）當(dāng)物體從最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于v與a的方向一致，物體做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)。（2）當(dāng)物體從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于v與a的方向相反，物體做加速度越來(lái)越大的減速運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)7.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第九頁(yè)，共十九頁(yè)。xvF、a動(dòng)能勢(shì)能AA-OOO-BB向左最大向左減小向右最大向右最大

4、0向右最大向右增大向右減小00向右增大向右減小向左增大0向左最大0增大最大減小0最大減小0增大最大OAB小組合作分析總結(jié)：結(jié)合下圖完成下表一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第十頁(yè)，共十九頁(yè)。 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒。 試畫(huà)出物體在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的Ek-t和Ep-t及E-t圖象tE0機(jī)械能勢(shì)能動(dòng)能ABO簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量由勁度系數(shù)和振幅決定.勁度系數(shù)越大, 振動(dòng)的能量越大；振幅越大，振動(dòng)的能量越大.二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量第十一頁(yè)，共十九頁(yè)。判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方法：（1）根據(jù)物體的振動(dòng)圖像去判斷（2）根據(jù)回復(fù)力的規(guī)律F=-kx去判斷思考題： 豎直方向振動(dòng)的彈簧振子所

5、做的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎？二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量第十二頁(yè)，共十九頁(yè)。證明:豎直懸掛的彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)證明步驟：1、找平衡位置2、找回復(fù)力 3、找F=kx4、找方向關(guān)系二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量第十三頁(yè)，共十九頁(yè)。證明:平衡狀態(tài)時(shí)有: mg=-kx0當(dāng)向下拉動(dòng)x長(zhǎng)度時(shí)彈簧所受的合外力為F=-k(x+x0)+mg =-kx-kx0+mg =-kx(符合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式)二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量第十四頁(yè)，共十九頁(yè)。【典例1】:做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體當(dāng)位移為負(fù)值時(shí)以下說(shuō)法正確的是（ ）A速度一定為正值，加速度一定為正值B速度不一定為正值，但加速度一定為正值C速度一定為負(fù)值，加速度一定為正值D速度不一定為負(fù)值，加速度一定為負(fù)值B典

6、型例題第十五頁(yè)，共十九頁(yè)。【典例2】在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，振子每次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)，下列各組中描述振動(dòng)的物理量總是相同的是 （ ） A速度、加速度、動(dòng)能B加速度、回復(fù)力和位移C加速度、動(dòng)能和位移D位移、動(dòng)能、回復(fù)力BCD典型例題第十六頁(yè)，共十九頁(yè)?！镜淅?】如圖是質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖像，由此可知（ ）At=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移、速度均為零Bt=1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為正向最大，速度為零，加速度為負(fù)向最大Ct=2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，速度為負(fù)向最大值，加速度為零D質(zhì)點(diǎn)的振幅為5cm，周期為2sBC典型例題第十七頁(yè)，共十九頁(yè)。1、回復(fù)力：使振動(dòng)物體回到平衡位置的力.2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力的特點(diǎn)：如果質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力與它的偏離平衡位置的位移大小成正比，并且始終指向平衡位置（即與位移方向相反）,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒.課堂