【課件】簡諧運動的回復力和能量+課件高二上學期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

2.3簡諧運動的回復力和能量1.知道簡諧運動的回復力及表達式2.會定性分析位移、速度、加速度、回復力、動能、勢能及機械能的變化情況學習目標M'

MM':左最大位移

O:

平衡位置

M:

右最大位移復習：簡諧運動的表達式是怎樣的?x=Asin

(wt+φ)M'

MM':

左最大位移

O:

平衡位置

M:

右最大位移當我們把彈簧振子的小球拉離平衡位置釋放后，小球就會在平衡位置附近做簡諧運動。物體做簡諧運動時，所受的合力有什么特點?一

.簡諧運動的回復力1.定義：使振子回到平衡位置的力2.公式：

"_"表示回復力方向始終與位移方向相反F=-

離開平衡位置的位移比例系數(shù)(常量)3.方向：方向始終指向平衡位置如果質點所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置，質點的運動就是簡諧運動.

即回復力滿足

F=-kx

的運動就是簡諧運動簡諧運動的定義的另一種表述：簡諧運動的兩種證明簡諧運動的運動學特征證明振動的圖象為正弦圖象即可1.需證明回復力與位移的大小關系；2.需證明回復力與位移的方向關系；簡諧運動的動力學特征

證明：在勁度系數(shù)為k,

原長為L,

固定于一點的彈簧下端掛一質量為m的小球，釋放后小球做上下振動，此時彈簧沒有超出彈性

限度，小球的振動是簡諧運動嗎?

證明步驟：1.找平衡位置0;2.找回復力F;3.找F、x

大小關系；4.找F、x

方向關系.原長位置靜止位置XC回復力是效果力，可以是一個力單獨提供，也可由幾個力的合力提供，或由某個力的分力提供.A

隨B

一起振動A

的回復力由靜摩擦力提供回復力由彈簧的彈力與重力

的合力提供回復力由彈簧的彈力提供簡諧運動回復力來源州

州

心典型例題【例題1】(多選)如圖所示，彈簧振子在光滑水平桿上的A、B之間做往復運動，下列說法正確的是(

)A.彈簧振子運動過程中受重力、支持力和彈簧彈力的作用B.彈簧振子運動過程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復力的作用C.振子由A向O

運動過程中，回復力逐漸增大D.振子由O

向B運動過程中，回復力的方向指向平衡位置答案：AD【變式訓練1】如圖所示，彈簧振子B

上放一個物塊A,在A與B一起做簡諧運動的過程中，下列關于A受力的說法正確的是(

)A.物塊A受重力、支持力及彈簧對它的恒定的彈力B.物塊A

受重力、支持力及彈簧對它的大小和方向都隨時間變化的彈力C.物塊A

受重力、支持力及B對它的恒定的摩擦力D.物塊A

受重力、支持力及B

對它的大小和方向都隨時間變化的摩擦力答案：D-VWWWWWWWAB做簡諧運動的物體，

一個周期內能量是如何變化的?1IQ

0

P

X二.簡諧運動的能量00→00→PPP→0)0→Q位移最大(左)左

；0右

；最大(右)右

；0左

；回復力最大(右)右

；0左

；最大(左)左

；0右

；加速度最大(右)右

；0左

；最大(左)左

；0右

；速度0右

；最大(右)右

；0左

；最大(左)左

；動能0最大0最大彈性勢能最大0最大0機械能Q

0

P

XQQ→00PP→000→Q位移最大(左)左0最大(右)右0左回復力最大(右)右0最大(左)左0右加速度最大(右)右0左最大(左)左

；0右速度0右

；最大(右)0左

；最大(左)左

；動能0最大0最大彈性勢能最大0最大0機械能1.位移、回復力、加速度x三者同步變化，與速度的變化相反。2.把握兩個特殊位置最大位移處：x、F、a、E

最大，

v、E

為零；平衡位置處：x、F、a、E,

為零，

v、E

最大.QQ→000→PPP→000→Q位移最大(左)左

；0右

；最大(右)右

；0左

；回復力最大(右)右

；0左

；最大(左)左

；0右

；加速度最大(右)右

；0左

；最大(左)左

；0右

；速度0右

；最大(右)右

；0左

；最大(左)左

；動能0最大0最大彈性勢能最大0最大0機械能不變不變不變不變不變不變不變不變3.兩個過程：①向平衡位置0靠近的過程：速度、動能變大；②遠離平衡位置O的過程：位移、加速度、回復力和勢能變大。

4.動能勢能相互轉化，機械能不變【例題2

】

(多選)把一個小球套在光滑細桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡諧運動，它圍繞平衡位置O

在A、B

間振動，如

圖所示，下列結論正確的是(

)A.小球在O

位置時，動能最大，加速度最小B.小球在A、B

位置時，勢能最大，加速度最大C.小球從A經0到B

的過程中，回復力一直做正功D.小球從B到O

的過程中，振動的能量不斷增加答案：AB像可知(

)A.在0.1s時，由于位移為零，所以振動能量為零B.在0.2

s時，振子具有最大勢能C.在0.35

s時，振子具有的能量尚未達到最大值D.在0.4

s時，振子的