1簡諧運動的回復(fù)力和能量2

§11.3

簡諧運動的回復(fù)力和能量思考振子為什么會做往復(fù)運動？振子位移方向和回復(fù)力的方向有什么特點？一、簡諧運動的回復(fù)力k:勁度系數(shù)

x:振子偏離平衡位置的位移，簡稱位移?！?”號表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反。1、定義：總指向平衡位置，它的作用是使振子能返回平衡位置。（以效果命名的）2、大小和方向（水平方向上的振動為例）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（即與位移方向相反）

如果質(zhì)點所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，并且總是指向平衡位置（即與位移方向相反）

，質(zhì)點的運動就是簡諧運動。

運動學(xué)定義（X-T.）動力學(xué)定義(F=-KX)簡諧運動的定義1（運動學(xué)）：簡諧運動的定義2（動力學(xué)）：判斷物體是否做簡諧運動的方法：（1）根據(jù)物體的振動圖像去判斷（2）根據(jù)回復(fù)力的規(guī)律F=-kx去判斷思考題：豎直方向振動的彈簧振子所做的振動是簡諧運動嗎？證明:豎直懸掛的彈簧振子做簡諧運動？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)系證明:平衡狀態(tài)時有:

mg=-kx0

當(dāng)向下拉動x長度時彈簧

所受的合外力為

F=-k(x+x0)+mg

=-kx-kx0+mg

=-kx

(符合簡諧運動的公式)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)系注意1:回復(fù)力同向心力一樣,都是效果力,可以由一個力的分力或一個力或多個力的合力來提供.回復(fù)力來源：振動方向上的合外力F回=–kx注意2:對一般的簡諧運動,由于回復(fù)力不一定是彈簧的彈力。k僅僅是一個比例系數(shù)（不一定是勁度系數(shù)），X是位移，不一定是形變量。振子水平方向上做簡諧運動的各個物理量變化規(guī)律AA－OOO－BBx

vF、a動能勢能總機械能向左減小向右增大向右減小動能增大勢能減小向右增大向右減小向左增大動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能最大勢能為0動能為0勢能最大動能為0勢能最大OABOBAFF守恒的條件：只受重力或彈力做功。1、簡諧運動的加速度大小和方向都隨時間做周期性的變化，所以簡諧運動是變加速運動.3、簡諧運動的能量由勁度系數(shù)和振幅決定.勁度系數(shù)越大,振幅越大，振動的能量越大.2、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，即機械能守恒.簡諧運動的特點：

如圖所示，某一時刻彈簧振子的小球運動到平衡位置右側(cè)，距平衡位置O點3cm處的B點，已知小球的質(zhì)量為1kg，小球離開平衡位置的最大距離為5cm，彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，求：（1）最大回復(fù)力的大小是多少？（2）在B點時小球受到的回復(fù)力的大小和方向？（3）此時小球的加速度大小和方向？（4）小球的運動方向怎樣？思考OB練習(xí)1:做簡諧運動的物體，當(dāng)位移為負值時，以下說法正確的是（）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．速度一定為負值，加速度一定為正值D．速度不一定為負值，加速度一定為負值B2、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是（）A．速度、加速度、動能B．加速度、回復(fù)力和位移C．加速度、動能和位移D．位移、動能、回復(fù)力BCD3、當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運動時，下列說法正確的（）

A．振子在振動過程中，速度相同時，彈簧的長度一定相等B．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C．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D．振子在振動過程中，系統(tǒng)的機械能一定守恒CD4、關(guān)于彈簧振子做簡諧運動時的能量，下列說法正確的有（）A．等于在平衡位置時振子的動能B．等于在最大位移時彈簧的彈性勢能C．等于任意時刻振子動能與彈簧彈性勢能之和D．位移越大振動能量也越大

ABC5．如圖是質(zhì)點做簡諧振動的圖像，由此可知（）A．t=0時，質(zhì)點的位移、速度均為零B．t=1s時，質(zhì)點的位移為正向最大，速度為零，加速度為