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第十一章机械振动 简谐运动的回复力和能量 三衢中学余新文 一 机械振动 定义 物体在平衡位置附近所做的往复运动 叫做机械振动 通常简称振动最简单 最基本的振动是简谐运动 复习 二 简谐运动 a 小球可看作质点且阻力忽略不计b 弹簧的质量忽略不计 1 弹簧振子 2 平衡位置 o点 振子静止时所处的位置 此时弹簧长度为原长 1 理想模型 3 简谐运动的位移 总是从平衡位置指向振子位置即总是背离平衡位置 思考 弹簧振子为什么会做往复运动 1 存在力 2 惯性 思考 这个力有什么特点 总是指向平衡位置 2 回复力振动物体受到总是指向平衡位置的力 即 回复力的公式为 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 大小 3 简谐运动的定义 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 变加速运动 运动规律 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 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o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 例1 作简谐运动的物体 当它每次经过同一位置时 一定相同的物理量是 a 速度b 位移c 回复力d 加速度 bcd 思考 在简谐运动过程中 振子能量变化情况如何 o b 振 物理量 变 化 规 律 子 位 置 o b 最大 向右 向左 向右 最大 向左 最大 向右 0 减小 增大 减小 向左 减小 减小 增大 向右 向右 向右 0 0 0 最大 向右 增大 增大 向左 向右 增大 向左 减小 向右 最大 向右 最大 向左 最大 向左 0 减小 向右 减小 减小 向左 向左 增大 向左 0 0 0 最大 向左 增大
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