人教版高中物理課件第十一章 機械振動11.3 簡諧運動的回復(fù)力和能量2

1、第十一章第十一章 機械波機械波第三節(jié)第三節(jié) 簡諧振動的回復(fù)力和能量簡諧振動的回復(fù)力和能量 一、簡諧運動的回復(fù)力一、簡諧運動的回復(fù)力1.1.定義定義: :2.2.特點特點: :按力的作用效果命名，方向始終指按力的作用效果命名，方向始終指向平衡位置向平衡位置 使振子回到平衡位置的力使振子回到平衡位置的力3 3、回復(fù)力來源：、回復(fù)力來源：振動方向上的合外力振動方向上的合外力 如果質(zhì)點所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移如果質(zhì)點所受的回復(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（即與位移方向大小成正比，并且始終指向平衡位置（即與位移方向相反）相反）, ,質(zhì)點的運動就是簡諧運動。質(zhì)點的運動

2、就是簡諧運動。4.4.簡諧運動的動力學(xué)特點簡諧運動的動力學(xué)特點 f=kx f=kx二、簡諧運動的能量二、簡諧運動的能量 簡諧運動的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，簡諧運動的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動的能量越大振動的能量越大 簡諧運動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)簡諧運動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變，即機械能守化，但機械能的總量保持不變，即機械能守恒。恒。6 6、 簡諧運動中的各個物理量變化規(guī)律簡諧運動中的各個物理量變化規(guī)律oa aao o ob b x v f、a動能動能勢能勢能總機總機械能械能向左向左減小減小向右增大向右增大向右向右減小減小動能增大動能增大勢能減小勢能減小b向右

3、向右增大增大向右減小向右減小向左向左增大增大動能減小動能減小勢能增大勢能增大不變不變向左最大向左最大向右最大向右最大 0 0向右最大向右最大 0 0向右最大向右最大向左最大向左最大動能最大動能最大勢能為勢能為0 0動能為動能為0 0勢能最大勢能最大動能為動能為0 0勢能最大勢能最大o ob ba af ff f判斷物體是否做簡諧運動的方法：判斷物體是否做簡諧運動的方法：（1 1）根據(jù)物體的振動圖像去判斷）根據(jù)物體的振動圖像去判斷（2 2）根據(jù)回復(fù)力的規(guī)律）根據(jù)回復(fù)力的規(guī)律f=-kxf=-kx去判斷去判斷思考題：思考題： 豎直方向振動的彈簧振子所做的豎直方向振動的彈簧振子所做的振動是簡諧運動嗎？

4、振動是簡諧運動嗎？證明證明: :豎直懸掛的彈簧振子做簡諧運動豎直懸掛的彈簧振子做簡諧運動證明步驟：證明步驟：1 1、找平衡位置、找平衡位置2 2、找回復(fù)力、找回復(fù)力 3 3、找、找f=kxf=kx4 4、找方向關(guān)系、找方向關(guān)系證明:平衡狀態(tài)時有平衡狀態(tài)時有: : mg=-kxmg=-kx0 0當當向下拉動向下拉動x x長度時彈簧所受的長度時彈簧所受的合外力為合外力為f=-k(x+xf=-k(x+x0 0)+mg)+mg =-kx-kx =-kx-kx0 0+mg+mg =-kx =-kx( (符合簡諧運動的公式符合簡諧運動的公式) )練習練習1:1:做簡諧運動的物體，當位移為負做簡諧運動的物體

5、，當位移為負值時，以下說法正確的是值時，以下說法正確的是 （ ）a a速度一定為正值，加速度一定為正值速度一定為正值，加速度一定為正值b b速度不一定為正值，但加速度一定為正值速度不一定為正值，但加速度一定為正值c c速度一定為負值，加速度一定為正值速度一定為負值，加速度一定為正值d d速度不一定為負值，加速度一定為負值速度不一定為負值，加速度一定為負值b b2 2、在簡諧運動中，振子每次經(jīng)過同一位置時、在簡諧運動中，振子每次經(jīng)過同一位置時，下列各組中描述振動的物理量總是相同的，下列各組中描述振動的物理量總是相同的是是 （ ） a a速度、加速度、動能速度、加速度、動能b b加速度、回復(fù)力和位

6、移加速度、回復(fù)力和位移c c加速度、動能和位移加速度、動能和位移d d位移、動能、回復(fù)力位移、動能、回復(fù)力bcdbcd3 3、當一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運動時，下列、當一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運動時，下列說法正確的（說法正確的（ ） a a振子在振動過程中，速度相同時，彈簧的長度一振子在振動過程中，速度相同時，彈簧的長度一定相等定相等b b振子從最低點向平衡位置運動過程中，彈簧彈力振子從最低點向平衡位置運動過程中，彈簧彈力始終做負功始終做負功c c振子在振動過程中的回復(fù)力由彈簧的彈力和振子振子在振動過程中的回復(fù)力由彈簧的彈力和振子的重力的合力提供的重力的合力提供d d振子在振動過程中，

7、系統(tǒng)的機械能一定守恒振子在振動過程中，系統(tǒng)的機械能一定守恒cdcd4 4、關(guān)于彈簧振子做簡諧運動時的能量，下列、關(guān)于彈簧振子做簡諧運動時的能量，下列說法正確的有說法正確的有 （ ）a a等于在平衡位置時振子的動能等于在平衡位置時振子的動能 b b等于在最大位移時彈簧的彈性勢能等于在最大位移時彈簧的彈性勢能 c c等于任意時刻振子動能與彈簧彈性勢能之和等于任意時刻振子動能與彈簧彈性勢能之和 d d位移越大振動能量也越大位移越大振動能量也越大 abcabc5 5如圖是質(zhì)點做簡諧振動的圖像，由此可知（如圖是質(zhì)點做簡諧振動的圖像，由此可知（ ）a at=0t=0時，質(zhì)點的位移、速度均為零時，質(zhì)點的位移、速度均為零b bt=1st=1s時，質(zhì)點的位移為正向最大，速度為零，加速度為負向最時，質(zhì)點的位移為