簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量

關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量第1頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量第2頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五回復(fù)力：振動(dòng)物體偏離平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力。一.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第3頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.定義:2.特點(diǎn):方向始終指向平衡位置,按力的作用效果命名

使振子回到平衡位置的力3.來(lái)源：振動(dòng)方向上的合外力

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，方向相反（始終指向平衡位置）,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)（條件）：6.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)：4.公式：一.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第4頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五A1NmgF效果力第5頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五證明: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)系做一做第6頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五證明:豎直懸掛的彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)做一做證明:平衡狀態(tài)時(shí)有:當(dāng)向下拉動(dòng)x長(zhǎng)度時(shí)彈簧所受的合外力為KX0mgmgK（X+X0)F振動(dòng)方向上合力F與位移X方向相反，故F=-kx成立，該振動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)第7頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五OAAA－OOO－BBx

vF、a動(dòng)能勢(shì)能總機(jī)械能向左減小向右增大向右減小動(dòng)能增大勢(shì)能減小B向右增大向右減小向左增大動(dòng)能減小勢(shì)能增大不變向左最大向右最大00向右最大00向右最大向左最大動(dòng)能最大勢(shì)能為0動(dòng)能為0勢(shì)能最大動(dòng)能為0勢(shì)能最大OBAFF分析總結(jié)：結(jié)合下圖完成下表第8頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五ABO位移：XmX=0Xm回復(fù)力：FmF=0Fm加速度：ama=0am勢(shì)能：EpmEp=0Epm總機(jī)械能：EEE動(dòng)能：Ek=0

Ekm

Ek=0速度：V=0VmV=0第9頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五D2ABOX↓F↓a↓V↑→→→第10頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：1、回復(fù)力與位移成正比而方向相反，總是指向平衡位置。2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過(guò)程中無(wú)阻力，所以振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能守恒。3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種非勻變速運(yùn)動(dòng)。4、具有往復(fù)性，對(duì)稱性、周期性第11頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五簡(jiǎn)諧振動(dòng)中的對(duì)稱關(guān)系（1）關(guān)于平衡位置的對(duì)稱點(diǎn)①a、F、X大小相同，方向相反；動(dòng)能勢(shì)能相同②V大小相同，方向不一定（2）先后通過(guò)同一位置①a、F、X，動(dòng)能勢(shì)能相同②V大小相同，方向相反第12頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五ABD3X大小相同→EP相同→Ek相同ABOab第13頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五振子連續(xù)兩次通過(guò)P位置，下列各量哪些是相同的？ 位移（）回復(fù)力（）加速度（）動(dòng)能（）勢(shì)能（）速率（）速度（）動(dòng)量（）√×√√√√√×OBAPx第14頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

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.二.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量第15頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，取向右為正方向三.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各個(gè)物理量的變化規(guī)律第16頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五45ADC第17頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五小結(jié)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)力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，方向相反,（始終指向平衡位置）,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.第18頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五O分析：沿振動(dòng)方向有兩個(gè)力，彈簧的彈力和重力的分力，二者的合力提供回復(fù)力設(shè)平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x0，則有此時(shí)回復(fù)力為零，該位置為平衡位置記為O。若拉長(zhǎng)x，則彈力為F∕=k(x0+x)此時(shí)回復(fù)力F=F∕-mgsinθ=kx，而F方向與x方向相反。故F=-kx成立該振動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)xmgsinθF∕課本第12頁(yè)第一題第19頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五BC6ABO第20頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五BC7ABO第21頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五ABC8B處速度為0放m上時(shí)無(wú)能量損失↑↑？若在o點(diǎn)輕放m則應(yīng)選（）BD第22頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五D9a=0g↓↑gVVV=0a>gVm向下壓縮彈簧KXmg對(duì)稱性第23頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五10C整體：kA=（3m/2）am對(duì)于m/2：Ff=（m/2）am第24頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五11AC第25頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第26頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第27頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第28頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五AA－OOO－BBx

vF、a動(dòng)能勢(shì)能總機(jī)械能向左減小向右增大向右減小動(dòng)能增大勢(shì)能減小向右增大向右減小向左增大動(dòng)能減小勢(shì)能增大不變向左最大向右最大00向右最大00向右最大向左最大動(dòng)能最大勢(shì)能為0動(dòng)能為0勢(shì)能最大動(dòng)能為0勢(shì)能最大第29頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五判斷物體是否做簡(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：豎直方向振動(dòng)的彈簧振子所做的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎？第30頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期五豎直方向振動(dòng)的彈簧振子所做的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎？【思考題】判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方法：（2）根據(jù)回復(fù)力的規(guī)律F=-kx去判斷（1）根據(jù)物體的振動(dòng)圖像去判斷證