高二物理（人教版教科版通用）-簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量

1、第三節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量高二 物理勻速直線運(yùn)動(dòng)：F合=0勻變速直線運(yùn)動(dòng)：F合恒定且與速度共線平拋運(yùn)動(dòng)：F合=mg，方向豎直向下勻速圓周運(yùn)動(dòng)：F合大小不變，方向始終指向圓心簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？ABA OO B B OO AxFva+, 減小-, 增大-, 減小+, 增大-, 增大+, 增大+, 減小FF-, 減小受力特征：合力始終指向平衡位置，大小與位移成正比，方向相反。xxF合=- kx位移特點(diǎn)：位移的方向始終背離平衡位置一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的受力特征：如果質(zhì)點(diǎn)所受的力與它偏離平衡位置的位移的大小 成正比，并且方向總是指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。2.回復(fù)力：質(zhì)點(diǎn)受到的沿速度方向

2、的合力，方向始終指向平衡位置。 回復(fù)力與位移的關(guān)系：F回=- kx k 比例系數(shù) x 質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移物體在平衡位置受到的回復(fù)力為零，最大位移處受到的回復(fù)力最大A OO B B OO AxFva+, 減小-, 增大-, 減小+, 增大-, 增大-, 增大+, 增大+, 減小-, 減小-, 減小+, 增大+, 減小-, 減小+, 增大+, 減小+, 減小受力特征：合力始終指向平衡位置，大小與位移成正比，方向相反。F合=- kxABFFxx位移特點(diǎn)：位移的方向始終背離平衡位置3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征： 位移x：平衡位置為零，位移方向始終背離平衡位置 速度v：平衡位置最大，最大位移處為零 加速度

3、a：平衡位置為零，最大位移處最大，方向始終指向平衡位置4.通過(guò)圖像分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)全振動(dòng)內(nèi)位移x、速度v、回復(fù)力F回、加速度a01x/cmt/s234562-2位移x: 02s，正方向，先增后減；24s ，負(fù)方向，先增后減。速度v：01s ，正方向，減??；13s，負(fù)方向，先增后減； 34s ，正方向，增加?；貜?fù)力F回：02s，負(fù)方向，先增后減； 24s，正方向，先增后減。01vt/s23456問(wèn)題討論1：請(qǐng)你分別畫(huà)出做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受到的回復(fù)力隨位移變化的圖像和回復(fù)力隨時(shí)間變化的圖像。xFOtFOF=- kxA- Ax=Asin(t+)F=- kAsin(t+)問(wèn)題討論2：豎直彈簧下端懸掛一

4、小球，下拉一段距離，然后松開(kāi)，根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力特點(diǎn)，證明小球的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。xOABmgF 分析可知：F回=F- mg，方向向上 彈力：F=kx 平衡位置：kx0=mg 位移大?。?x=x- x0 聯(lián)立以上關(guān)系式： 回復(fù)力大?。篎回=kx- kx0=k（x- x0）=kx 方向：由圖可知回復(fù)力方向與x反向，xxx0即滿足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) F回=- kx所以，小球的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的能量xAB A O O B B O O A動(dòng)能勢(shì)能機(jī)械能減小 增大減小 減小 增大增大增大減小不變不變不變不變1.彈簧振子振動(dòng)過(guò)程中發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化, 機(jī)械能的總量不變，即 系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 2.在

5、平衡位置振子的動(dòng)能最大，勢(shì)能為零。在最大位移處,振子的動(dòng)能為零， 勢(shì)能最大。3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量越大。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的能量課堂小結(jié)：一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的回復(fù)力 F回=- kx 回復(fù)力是效果力，是沿速度方向的合力，方向始終指向平衡位置。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化：只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型練習(xí)1：如圖為某物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像，在01.5s內(nèi)：（1） 哪些時(shí)刻物體的回復(fù)力與0.4s時(shí)刻的回復(fù)力相同？（2） 哪些時(shí)刻物體的速度與0.4s 時(shí)刻的速度相同？（3） 哪些時(shí)刻的動(dòng)能與0.4s時(shí)刻 的動(dòng)能相同？（4） 哪些時(shí)間的加速度在減?。浚?） 哪些時(shí)間的勢(shì)能在增大？練習(xí)2：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練習(xí)3：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BCDAB練習(xí)4：一個(gè)彈簧振子在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其中有兩個(gè)時(shí)刻彈簧振子的彈力大小相等，但方向相反，則