簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量

關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三第三節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三回復(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.簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三1.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)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。5.簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)（條件）：6.簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)：4.公式：一.簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三A1NmgF效果力第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三證明:豎直懸掛的彈簧振子做簡諧運(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)系做一做第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三證明:豎直懸掛的彈簧振子做簡諧運(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)為簡諧運(yùn)動(dòng)第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三OAAA－OOO－BBx

vF、a動(dòng)能勢能總機(jī)械能向左減小向右增大向右減小動(dòng)能增大勢能減小B向右增大向右減小向左增大動(dòng)能減小勢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)能最大勢能為0動(dòng)能為0勢能最大動(dòng)能為0勢能最大OBAFF分析總結(jié)：結(jié)合下圖完成下表第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三ABO位移：XmX=0Xm回復(fù)力：FmF=0Fm加速度：ama=0am勢能：EpmEp=0Epm總機(jī)械能：EEE動(dòng)能：Ek=0

Ekm

Ek=0速度：V=0VmV=0第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三D2ABOX↓F↓a↓V↑→→→第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三.簡諧運(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、簡諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過程中無阻力，所以振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能守恒。3、簡諧運(yùn)動(dòng)是一種非勻變速運(yùn)動(dòng)。4、具有往復(fù)性，對稱性、周期性第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三簡諧振動(dòng)中的對稱關(guān)系（1）關(guān)于平衡位置的對稱點(diǎn)①a、F、X大小相同，方向相反；動(dòng)能勢能相同②V大小相同，方向不一定（2）先后通過同一位置①a、F、X，動(dòng)能勢能相同②V大小相同，方向相反第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三ABD3X大小相同→EP相同→Ek相同ABOab第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三振子連續(xù)兩次通過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（）勢能（）速率（）速度（）動(dòng)量（）√×√√√√√×OBAPx第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三

簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢能在發(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。

試畫出物體在做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的Ek-t和Ep-t及E-t圖象tE0機(jī)械能勢能動(dòng)能ABO

簡諧運(yùn)動(dòng)的能量由勁度系數(shù)和振幅決定.二.簡諧運(yùn)動(dòng)的能量第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三從平衡位置開始計(jì)時(shí)，取向右為正方向三.簡諧運(yùn)動(dòng)中各個(gè)物理量的變化規(guī)律第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三45ADC第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三小結(jié)1、回復(fù)力：使振動(dòng)物體回到平衡位置的力.2、簡諧運(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)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。3、簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢能在發(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.第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三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)為簡諧運(yùn)動(dòng)xmgsinθF∕課本第12頁第一題第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三BC6ABO第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三BC7ABO第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三ABC8B處速度為0放m上時(shí)無能量損失↑↑？若在o點(diǎn)輕放m則應(yīng)選（）BD第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三D9a=0g↓↑gVVV=0a>gVm向下壓縮彈簧KXmg對稱性第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三10C整體：kA=（3m/2）am對于m/2：Ff=（m/2）am第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三11AC第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三AA－OOO－BBx

vF、a動(dòng)能勢能總機(jī)械能向左減小向右增大向右減小動(dòng)能增大勢能減小向右增大向右減小向左增大動(dòng)能減小勢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)能最大勢能為0動(dòng)能為0勢能最大動(dòng)能為0勢能最大第二十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三判斷物體是否做簡諧運(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)是簡諧運(yùn)動(dòng)嗎？第三十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期三豎直方向振動(dòng)的彈簧振子所做的振動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)嗎？【思考題】判斷物體是否做簡諧運(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)圖像去判斷證明