【名师课件】2.3 课件：简谐运动的回复力和能量-2025版高一物理必修二

物理简谐运动的回复力和能量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。小球的受力满足什么特点才会做这种运动呢？系统中各能量间的转化是否具有周期性？情境导入

OABCDFOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOBCDA

物体做简谐运动时，所受的合力与位移有什么特点？情境导入OAB

知识海洋简谐运动的回复力

1.定义：使振子回到平衡位置的力。2.特点：按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置。3.回复力来源：振动方向上的合外力。知识海洋简谐运动的回复力OAB

知识海洋简谐运动的回复力OAB

位移正比平衡位置平衡位置－kx正比相反知识海洋简谐运动的回复力例．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解析：物块A受到重力、支持力和摩擦力的作用。摩擦力提供A做简谐运动所需的回复力，其大小和方向都随时间变化，D选项正确。应用探究D

A.

Ff/kB.

2Ff/k

C.

3Ff/kD.

4Ff/k应用探究

C简谐运动中的各个物理量变化规律知识海洋简谐运动的能量OAB

AOBx向左最大向左减小O向右增大向右最大F、a向右最大向右减小O向左增大向左最大O向右增大向右最大向右减小O动能O增大最大减小O势能最大减小O增大最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。简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。

机械能势能动能

知识海洋简谐运动的能量简谐运动的能量

1．振动系统（弹簧振子）的状态与能量的对应关系：弹簧振子运动的过程就是

和

互相转化的过程。（1）在最大位移处，

最大，

为零。（2）在平衡位置处，

最大，

最小。

2．简谐运动的能量特点：在简谐运动中，振动系统的机械能

，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种

的模型。动能势能势能动能动能势能守恒理想化知识海洋例．如下图所示为一弹簧振子的振动图象，在下图中A、B、C、D、E、F各时刻中：(1)哪些时刻振子有最大动能？(2)哪些时刻振子有相同速度？(3)哪些时刻振子有最大势能？(4)哪些时刻振子有最大相同的加速度？应用探究答案：(1)B、D、F时刻振子有最大动能(2)A、C、E时刻振子速度相同，B、F时刻振子速度相同(3)A、C、E时刻振子有最大势能(4)A、E时刻有最大相同的加速度解析：由图可知，B、D、F点在平衡位置，具有最大动能，而A、C、E点在最大位移处，具有最大势能。根据振动方向：B、F两点向负方向振动，D点向正方向振动，可知D点与B、F点虽然速率相同，但方向相反。根据位移：A、E两点位移相同，C点位移虽然大小与A、E两点相等，但方向相反可知C点与A、E点虽然受力相同，但方向相反，故加速度大小相等，方向相反。应用探究例．如图所示，光滑的水平面上放有一弹簧振子，轻弹簧右端固定在滑块上，已知滑块质量m＝0.5kg，弹簧劲度系数k＝240

N/m，将滑块从平衡位置O向左平移，弹簧压缩5cm，由静止释放后滑块在A、B间滑动，则(1)滑块加速度最大是在A、B、O三点中哪点？此时滑块加速度是多大？(2)滑块速度最大是在A、B、O三点中哪点？此时滑块速度是多大？（假设整个系统具有的最大弹性势能为0.3J）应用探究

应用探究答案：(1)A或B，24m/s2

(2)