高中物理(新教材)选修1课件1：2 3 简谐运动的回复力和能量 人教版

第3节简谐运动的回复力和能量一、机械振动1.定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动.2.特点:对称性;周期性.二、弹簧振子模型1.小球看成质点;2.忽略弹簧质量;3.忽略阻力.三、振动图像(x--t图象)

横坐标t—时间;纵坐标x—偏离平衡位置的位移.位移x:总是从平衡位置指向振子位置.复习：简谐运动及其描述4．特征值法:振幅;周期、频率;相位.

强弱；快慢;步调.四、简谐运动的描述

1．定义法:位移随时间按正弦规律变化.3．图象法:是正弦曲线.2．公式法：复习：简谐运动及其描述思考振子为什么会做往复运动？振子位移方向和回复力的方向有什么特点？1．定义:振动物体受到的总是指向平衡位置的力回复力是按力的作用效果命名的2．来源:物体在振动方向上的合力一、简谐运动的回复力3．公式:“—”表示回复力方向始终与位移方向相反.(胡克定律)k----弹簧的劲度系数(常量)x----振子离开平衡位置的位移,简称位移,

方向总是背离平衡位置.(1)大小:(2)方向:总是指向平衡位置.一、简谐运动的回复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，并且总是指向平衡位置

(即与位移方向相反),质点的运动就是简谐运动.即回复力满足F=-kx

的运动就是简谐运动.注意：对一般的简谐运动,由于回复力不一定是弹簧的弹力,所以k不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数.4．简谐运动的动力学特点一、简谐运动的回复力5．简谐运动的运动学特点一、简谐运动的回复力如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置0点3cm处的B点，已知小球的质量为1kg，小球离开平衡位置的最大距离为5cm，弹簧的劲度系数为200N/m，求：(1)最大回复力的大小是多少？(2)在B点时小球受到的回复力的大小和方向？(3)此时小球的加速度大小和方向？(4)小球的运动方向怎样？思考OB如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置0点3cm处的B点，已知小球的质量为1kg，小球离开平衡位置的最大距离为5cm，弹簧的劲度系数为200N/m，求：(1)最大回复力的大小是多少？(2)在B点时小球受到的回复力的大小和方向？(3)此时小球的加速度大小和方向？(4)小球的运动方向怎样？思考OBXvF、aAA-OOO-BB向左最大向左减小向右最大向右最大0向右最大向右增大向右减小00向右增大向右减小向左增大0向左最大OAB一、简谐运动的回复力6．简谐运动中xFav的变化规律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.(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。小结：动能势能AA-OOO-BB0增大最大减小0最大减小0增大最大OAB在简谐运动过程中，振子能量变化情况如何?思考总能不变

2．简谐运动的能量由劲度系数和振幅决定.劲度系数越大,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.二、简谐运动的能量

一、简谐运动的回复力F=-kx1.回复力:振动物体受到的总是指向平衡位置的力.是物体在振动方向上的合外力.二.简谐运动的能量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.2.简谐运动动力学特点：运动学特点：小结：

一、简谐运动的回复力F=-kx1.回复力:振动物体受到的总是指向平衡位置的力.是物体在振动方向上的合外力.二.简谐运动的能量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.2.简谐运动动力学特点：运动学特点：小结：BC练习1：一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置开始向右运动，在0.17s时刻，振子的运动情况是（）

A．正在向左做减速运动B．正在向右做加速运动C．加速度正在减小D．动能正在减小BC练习2：一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移x与时间t的关系如图所示，由图可知（）A．质点振动的频率为4HzB．质点振动的振幅为2cmC．在t=3s时刻，质点的速率最大D．在t=4s时刻，质点所受的合力为零

B练习3：弹簧振子的质量为M，弹簧劲度系数为k，在振子上放一质量为m的木块，使两者一起振动，如图。木块的回复力F是振子对木块的摩擦力，F也满足F＝－k/x，x是弹簧的伸长（或压缩）量，那么为（）来源:学。科。网Z。X。X。K]A．

B．

C．

D．备用工具&资料BC练习2：一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移x与时间t的关系如图所示，由图可知（）A．质点振动的频率为4HzB．质点振动的振幅为2cmC．在t=3s时刻，质点的速率最大D．在t=4s时刻，质点所受的合力为零

一、简谐运动的回复力F=-kx1.回复力:振动物体受到的总是指向平衡位置的力.是物体在振动方向上的合外力.二.简谐运动的能量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.2.简谐运动动力学特点：运动学特点：小结：4．特征值法:振幅;周期、频率;相位.

强弱；快慢;步调.四、简谐运动的描述

1．定义法:位移随时间按正弦规律变化.3．图象法:是正弦曲线.2．公式法：复习：简谐运动及其描述思考振子为什么会做往复运动？振子位移方向和回复力的方向有什么特点？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，并且总是指向平衡位置

(即与位移方向相反),质点的运动就是简谐运动.即回复力满足F=-kx

的运动就是简谐运动.注意：对一般的简谐运动,由于回复力不一定是弹簧的弹力,所以k不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数.4．简谐运动的动力学特点一、简谐运动的回复力如图所示，某一时刻弹簧振子的