2.3简谐运动的回复力和能量课件-高二上学期物理人教版选择性3

简谐运动的回复力和能量高中物理选择性必修第一册高二物理备课组1.会分析弹簧振子的受力情况，理解回复力的概念。2.会用能量观点分析弹簧振子动能、势能的变化情况，知道简谐运动中机械能守恒。学习目标引入当我们把弹簧振子的小球拉离平衡位置释放后，小球就会在平衡位置附近做简谐运动。小球的受力满足什么特点才会做这种运动呢?问题：如图所示为放在光滑水平面上的弹簧振子的模型，O点为振子的平衡位置，A、O之间和B、O之间的距离都是x.(1)振子在O点时受到几个力的作用？分别是什么力？(2)振子在A、B点时受到哪些力的作用？合力方向有什么特点？(3)除重力、支持力、弹簧弹力外，振子在O、A、B点还受到回复力的作用吗？回复力有什么特点？OABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOBCDAxxxxxxFFFFFF所受的合力总是指向平衡位置课堂引入物体做简谐运动时，所受的合力有什么特点？

1.回复力:

(1)定义：振动质点受到的总能使其回到平衡位置的力．(2)方向：指向平衡位置．(3)表达式：F＝－kx.(4)作用效果：把物体拉回到平衡位置一、简谐运动的回复力

的理解:

回复力是按效果命名的力，它可以是一个力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。加速度：

加速度随位移的变化而变化，所以简谐运动是一种非匀变速运动。速度：

简谐运动是变加速运动，在平衡位置处速度最大，在最大位移处速度为零。速度的变化也具有周期性。3、简谐运动的性质：是变加速运动MM→OOO→M'M'M'→O位移回复力加速度速度动能弹性势能机械能O→M右；最大左；最大左；最大0

0

最大不变右；

左；

左；

左；

不变

0

0

0

左；最大最大0

不变左；

右；

右；

左；

不变

左；最大右；最大右；最大0

0

最大不变左；

右；

右；

右；

不变

右；

左；

左；

右；

不变

二、简谐运动中各个物理量的变化规律1、沿水平方向振动的弹簧振子

如图，弹簧一端固定在水平面上，并与地面垂直，小球与弹簧连接，小球由B点（此时弹簧为原长）静止释放，O对应平衡位置，振子在A、B间做简谐振动。（1）O点，合力为0，动能最大，重力等于弹簧弹力，势能最小，势能包括

能和

能。（2）B->O，合力向下，合力做

功（填“正”或“负”），动能

，重力势能和弹性势能之和

。（填“增加”或“减小”）（3）O->A，合力向上，合力做

功（填“正”或“负”），动能

，重力和弹性势能之和

。（填“增加”或“减小”）2、沿竖直方向振动的弹簧振子的能量三、简谐运动的能量2、简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大,振动的能量越大1、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。

试画出物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及E-t图象tE0机械能势能动能ABO当堂检测1.一水平放置的弹簧振子的振动图像如图所示,由图可知()1时刻,振子的动能最大,所受的弹力最大2时刻,振子的动能最大,所受的弹力最小3时刻,振子的动能最大,所受的弹力最小4时刻,振子的动能最大,所受的弹力最大。B2．如图所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是(

)A．物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B．物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C．物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力D．物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力D

A.Ff/kB.

2Ff/k

C.

3Ff/kD.

4Ff/kC4、如图所示，一弹簧振子在A、B之间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M.(1)简谐运动的能量取决于________，振子振动时动能和________相互转化，总机械能________．(2)(多选)振子在振动过程中，下列说法正确的是()．A．振子在平衡位置，动能最大，势能最小B．振子在最大位移处，势能最大，动能最小C．振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小D．在任意时刻，动能与势能之和保持不变(3)(多选)若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到振子的上面，且物体和振子(无相对滑动)一起运动，下列说法正确的是()．A．振幅不变

B．振幅减小C．最大动能不变

D．最大动能减小5.把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它以平衡位置O为对称中心在A、B之间振动，如图所示，下列结论正确的是()A．小球