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

新知导入

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？思考讨论物体做简谐运动时，所受合力有什么特点？ODCBAODCBAODCBAxxFF结论

弹簧振子所受的合力F与振子位移x的大小成正比，且合力F的方向总是与位移x的方向相反。式中k为弹簧的劲度系数由于力的F方向总是与位移x的方向相反，即总是指向平衡位置。它的作用总是要把物体拉回到平衡位置。所以称为回复力。表达式：F=－kxODCBA新知讲解一、简谐运动的回复力1.定义：使振动回到平衡位置的力。2.特点：始终指向平衡位置。5.公式：F=－kx。3.特点：按力的作用效果命名。4.回复力来源：振动方向上的合外力。

注意：回复力可以是弹力，也可以是几个力；乐意是某一个力，也可以是某几个力的合力。想想议议【提示】弹力和重力的合力充当回复力。问题二：竖直方向的弹簧振子由哪些力提供回复力？问题一：m随M一起振动，m的回复力是由哪个力提供？【提示】m的回复力是静摩擦力提供。Mmm例题例

（多选）下列关于简谐运动回复力的说法不正确的是（）A、回复力的方向总是跟物体离开平衡位置的位移方向相同B、回复力一定是变力C、回复力是使物体回到平衡位置的力D、回复力的方向总是跟物体的速度方向相反AD物体做简谐运动的判断方法方法一：回复力是否满足F=－kx。方法二：振动图像（x-t图像）是否是正弦函数。

思考讨论

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？ODCBAODCBA思考讨论AA→OOA→OB动能势能简谐运动中的各个物理量变化规律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0增大最大减小0最大减小0增大最大新知讲解二、简谐运动的能量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。2.简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。tEO机械能势能动能ABO

3.简谐运动是一种变加速运动：4.简谐运动中的特殊关系：（1）关于平衡位置的对称点：

①a、F、x大小相等，方向相反；Ek=Ep；

②v大小相等，方向可正可负。（2）先后通过同一位置：

①a、F、x、Ek、Ep均相等；

②v大小相等，方向相反。例题例：做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（

）A、速度不一定为负值，加速度一定为负值B、速度一定为负值，加速度一定为正值C、速度不一定为正值，但加速度一定为正值D、速度一定为正值，加速度一定为正值C总结提升1.回复力：使振动回到平衡位置的力。F=－kx2.物体做简谐运动的判断方法：

①回复力是否满足F=－kx。

②振动图像（x-t图像）是否是正弦函数。3.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。课堂检测习题1：（多选）在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是（

）A、加速度、回复力和位移B、速度、加速度、动能C、加速度、动能和位移D、位移、动能、回复力ACDC习题2：如图所示是竖直方向的弹簧振子在0~0.4s内做简谐运动的图像，由图像可知（）课堂检测

A、在0.25~0.3s内，弹簧振子受到的回复力越来越小

B、t=0.7s时刻，弹簧振子的速度最大

C、系统的动能和势能相互转化的周期为0.2s

D、系统的动能和势能相互转化的周期为0.4s习题3：当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法不正确的（

）A．振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功B．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一