【步步高】高中物理 11.3 简谐运动的回复力和能量课件2 新人教选修34

第十一章机械振动第三节简谐运动的回复力和能量人教版选修3-4一、简谐运动的回复力1、定义:2、特点:按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置使振子回到平衡位置的力3、回复力来源：振动方向上的合外力如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。4、简谐运动的动力学特点F回=–kx5、简谐运动的运动学特点6、简谐运动中的各个物理量变化规律OA

AA－O

OO－B

B

x

vF、a动能势能总机械能向左减小向右增大向右减小动能增大势能减小B向右增大向右减小向左增大动能减小势能增大不变向左最大向右最大00向右最大00向右最大向左最大动能最大势能为0动能为0势能最大动能为0势能最大OBAFF（1）当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动。（2）当物体从平衡位置向最大位移处运动时，由于v与a的方向相反，物体做加速度越来越大的减速运动。简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以简谐运动是变加速运动二、简谐运动的能量简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。判断物体是否做简谐运动的方法：（1）根据物体的振动图像去判断（2）根据回复力的规律F=-kx去判断思考题：竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？证明:

竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动证明步骤：1、找平衡位置2、找回复力3、找F=kx4、找方向关系证明:平衡状态时有:

mg=-kx0

当向下拉动x长度时弹簧所受的

合外力为

F=-k(x+x0)+mg

=-kx-kx0+mg

=-kx

(符合简谐运动的公式)练习1:做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（）A．速度一定为正值，加速度一定为正值B．速度不一定为正值，但加速度一定为正值C．速度一定为负值，加速度一定为正值D．速度不一定为负值，加速度一定为负值B2、在简谐谐运动中中，振子子每次经经过同一一位置时时，下列列各组中中描述振振动的物物理量总总是相同同的是（（））A．速度、、加速度度、动能能B．加速度度、回复复力和位位移C．加速度度、动能能和位移移D．位移、、动能、、回复力力BCD3、当一弹弹簧振子子在竖直直方向上上做简谐谐运动时时，下列列说法正正确的（（））A．振子在在振动过过程中，，速度相相同时，，弹簧的的长度一一定相等等B．振子从从最低点点向平衡衡位置运运动过程程中，弹弹簧弹力力始终做做负功C．振子在在振动过过程中的的回复力力由弹簧簧的弹力力和振子子的重力力的合力力提供D．振子在在振动过过程中，，系统的的机械能能一定守守恒CD4、关于弹弹簧振子子做简谐谐运动时时的能量量，下列列说法正正确的有有（（））A．等于在在平衡位位置时振振子的动动能B．等于在在最大位位移时弹弹簧的弹弹性势能能C．等于任任意时刻刻振子动动能与弹弹簧弹性性势能之之和D．位移越越大振动动能量也也越大ABC5．如图是是质点做做简谐振振动的图图像，由由此可知知（））A．t=0时，质点点的位移移、速度度均为零零B．t=1s时，质点点的位移移为正向向最大，，速度为为零，加加速度为为负向最最大C．t=2s时，质点点的位移移为零，，速度为为负向最最大值，，加速度度为零D．质点的的振幅为为5cm，周期为为2sBC6、弹簧振振子作简简谐运动动时，以以下说法法正确的的是：A．振子通通过平衡衡位置时时，回复复力一定定为零B．振子做做减速运运动，加加速度却却在增大大C．振子向向平衡位位置运动动时，加加速度方方向与速速度方向向相反D．振子远离平平衡位置运动动时，加速度度方向与速度度方向相反8、一个弹簧振振子在光滑的的水平面上做做简谐运动,其中有两个时时刻弹簧振子子的弹力大小小相等,但方向相反,则这两个时刻刻振子的A．速度一定大大小相等,方向相反B．加速度一定定大小相等,方向相反C．位移一定大大小相等,但方向不一定定相反D．以上三项都都不一定大小小相等方向相相反7、如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，O为平衡位置，则：A．A→O位移为负值，速度为正