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

2.3簡諧運動的回復(fù)力和能量1.知道簡諧運動的回復(fù)力及表達(dá)式2.會定性分析位移、速度、加速度、回復(fù)力、動能、勢能及機(jī)械能的變化情況學(xué)習(xí)目標(biāo)M'

MM':左最大位移

O:

平衡位置

M:

右最大位移復(fù)習(xí)：簡諧運動的表達(dá)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(dāng)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(fù)力1.定義：使振子回到平衡位置的力2.公式：

"_"表示回復(fù)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(zhì)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(zhì)點的運動就是簡諧運動.

即回復(fù)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(xué)特征證明振動的圖象為正弦圖象即可1.需證明回復(fù)力與位移的大小關(guān)系；2.需證明回復(fù)力與位移的方向關(guān)系；簡諧運動的動力學(xué)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(zhì)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(fù)力F;3.找F、x

大小關(guān)系；4.找F、x

方向關(guān)系.原長位置靜止位置XC回復(fù)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(fù)力由靜摩擦力提供回復(fù)力由彈簧的彈力與重力

的合力提供回復(fù)力由彈簧的彈力提供簡諧運動回復(fù)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(fù)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(fù)力的作用C.振子由A向O

運動過程中，回復(fù)力逐漸增大D.振子由O

向B運動過程中，回復(fù)力的方向指向平衡位置答案：AD【變式訓(xùn)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(guān)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(nèi)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(fù)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(jī)械能Q

0

P

XQQ→00PP→000→Q位移最大(左)左0最大(右)右0左回復(fù)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(jī)械能1.位移、回復(fù)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(fù)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(jī)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(yuǎn)離平衡位置O的過程：位移、加速度、回復(fù)力和勢能變大。

4.動能勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能不變【例題2

】

(多選)把一個小球套在光滑細(xì)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(jié)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(jīng)0到B

的過程中，回復(fù)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(dá)到最大值D.在0.4

s時，振子的