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

2.3简谐运动的回复力和能量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？问题？1.定义:使振动物体回到平衡位置的力叫作回复力.一、简谐运动的回复力注意：回复力是按力的效果命名的.2.方向：总是指向平衡位置①若是弹簧，则K是劲度系数，否则K是比例系数②回复力的大小与位移大小成正比，“－”表示回复力的方向与位移方向始终相反4.回复力来源回复力可以由某个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由某个力的分力提供①m随M一起振动，m的回复力是由静摩擦力提供②竖直方向的弹簧振子回复力由弹力和重力的合力提供③单摆运动的回复力由重力沿着运动方向上的分力提供注意：回复力一定等于物体在振动方向上所受的合力。①当物体沿直线振动时；回复力就是合外力②当物体沿圆弧振动时；回复力是合外力在圆弧切线方向上的分力

如果物体在运动方向上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

5.简谐运动6.简谐运动的特点

由F回=-kx

和F合=ma公式可得

加速度与位移大小成正比，加速度与位移方向始终相反

例题：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？OB二、简谐运动的能量1.能量的转化2.简谐运动的能量:指系统的机械能（1）在最大位移处，势能最大，动能为零（2）在平衡位置处，动能最大，势能为零弹簧振子运动过程中就是动能和势能互相转化的过程3.影响振动能量的因素拓展一：简谐振动的判断方法(1)简谐运动的x-t图像是正弦曲线或余弦曲线；振动系统的机械能由振幅决定，振幅越大，机械能越大，振动越强(2)满足F回＝－kx的条件

拓展二：简谐振动中各物理量的变化规律振子的运动情况

变化规律

物理量

A→OO→BB→OO→A位移大小减小增大减小增大方向O→AO→BO→BO→A回复力大小减小增大减小增大方向A→OB→OB→OA→O振子的运动情况

变化规律

物理量

A→OO→BB→OO→A加速度大小减小增大减小增大方向A→OB→OB→OA→O速度大小增大减小增大减小方向A→OO→BB→OO→A动能增大减小增大减小势能减小增大减小增大例1:做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（）

A.速度一定为正值，加速度一定为正值

B.速度不一定为正值,但加速度一定为正值

C.速度一定为负值,加速度一定为正值

D.速度不一定为负值,加速度一定为负值B例2:（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．速度、加速度、动能B．加速度、回复力和位移C．加速度、动能和位移D．位移、动能、回复力BCD例3:关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（）A．等于在平衡位置时振子的动能B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和D．位移越大振动能量也越大

ABC例4:如图是质点做简谐振动的图像,由此可知:A．t=0时，质点的位移、速度均为