23简谐运动的回复力和能量（课件）高二物理（人教版2019选择性）-1

第二章：第3节简谐运动的回复力和能量高中物理选择性必修第一册主讲老师：陈庆威目录CONTENT高中物理选择性必修第一册简谐运动的回复力简谐运动的能量巩固提升温故知新02.高中物理选择性必修第一册运动形式受力特点力大小变化情况与速度的方向关系匀速直线运动匀变速直线运动匀变速曲线运动匀速圆周运动………………F合与v在一条直线上F合与v方向有一夹角F合与v方向始终垂直问题与思考02.高中物理选择性必修第一册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。思考1:小球为什么会做往复运动?存在力和惯性思考2:小球的受力满足什么特点才会做这种运动呢？高中物理选择性必修第一册受力及特点03.OABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOBCDAxxxxxxFFFFFF所受合力总是指向平衡位置简谐运动的回复力第一部分高中物理选择性必修第一册简谐运动的回复力01.1.定义:使振子回到平衡位置的力2.来源：回复力可以是弹力,也可以是其它力(包括摩擦力);可以是某一个力，或几个力的合力,或者某个力的分力.3.大小:

F=-kx“-”表示回复力方向始终与位移方向相反.4.方向:总是指向平衡位置.回复力是按力的作用效果命名的高中物理选择性必修第一册简谐运动的另一种表述02.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。简谐运动：如果质点所受的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,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。高中物理选择性必修第一册判断物体是否做简谐运动的两种方法03.1.x-t图像为正弦曲线2.F-x

满足

F=-kx的形式3.常用步骤：（1）找平衡位置

（2）找回复力（3）找F=kx（4）找方向关系高中物理选择性必修第一册问题与思考104.如图，一弹簧上端固定，劲度系数为k，另一端挂一质量为m的小球，平衡位置时弹簧的形变量为x0，释放后小球做上下运动，弹簧此时没有超出弹性限度，小球的运动是简谐运动吗？其回复力是谁提供的？x0o证明：平衡位置时弹簧的形变量为x0，

则mg=kx0当小球向下运动到离平衡位置的距离是x时，回复力：F=mg-k(x0+x)

得F=-kx，即小球的运动是简谐运动。重力和弹力的合力提供回复力高中物理选择性必修第一册问题与思考205.

弹簧振子中小球的速度在不断变化，因而它的动能在不断变化;弹簧的伸长量或压缩量在不断变化，因而它的势能也在不断变化。弹簧振子的能量变化具有什么规律呢?x0简谐运动的能量第二部分高中物理选择性必修第一册做一做——完成表格01.XvF、aQQ-OOO-PP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OQP规律：每次经过同一位置处，x、F、a均相同，v大小相等，方向不一定相同。加速度大小和方向都随时间做周期性的变化。高中物理选择性必修第一册动能势能QQ-OOO-PP0增大最大减小0最大减小0增大最大OQP机械能不变简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。势能与动能是标量，同一位置必相同，对称位置也必相同。做一做——完成表格02.高中物理选择性必修第一册简谐运动的能量图像03.tE0机械能势能动能CBO物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及E-t图象高中物理选择性必修第一册简谐运动的三大特征04.PP/xF(a)vvxF(a)vvxF(a)1．瞬时性:a、F、x具有瞬时对应性2．对称性:(1)关于平衡位置对称

(2)运动时间对称。3．周期性:(1)若t2－t1＝nT，则t1、t2两时刻振动物体在同一位置，运动情况完全相同。(2)若t2－t1＝nT＋T/2，则t1、t2两时刻描述运动的物理量(x、F、a、v)大小均相等、方向相反(或均为零)。总结提升第四部分课堂小结高中物理选择性必修第一册回复力能量回复力是使振子回到平衡位置的力，可以是弹力,也可以是其它力(包括摩擦力);可以是某一个力，或几个力的合力,或者某个力的分力.大小:F=-kx方向:

总是指向平衡位置1.x-t图像为正弦曲线2.F-x

满足

F=-kx的形式例题1例题精选01.【参考答案】B高中物理选择性必修第一册

解析例题解析02.高中物理选择性必修第一册

解析例题解析03.高中物理选择性必修第一册

例题2例题精选04.【参考答案】D高中物理选择性必修第一册

解析例题解析05.高中物理选择性必修第一册

解析例题解析06.高中物理选择性必修第一册

例题3例题精选07.【参考答案】BD高中物理选择性必修第一册

解析例题解析08.高中物理选择性必修第一册AB．装有一定量液体的玻璃管受到重力和液体的浮力，所以玻璃管做简谐运动的回复力等于重力和浮力的合力，故A错误，B正确。C．结合简谐运动的特点可知，振动的周期与振幅无关，即该振动的周期与按压的深度无关，故