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_第1页
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文档简介

2.3简谐运动

——回复力和能量一、变力做功力与运动的关系运动特征受力特征力的大小力的方向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方向存在夹角F合与v方向始终垂直一、变力做功一、回复力小球在振动过程中各点的受力情况如何？弹簧振子的受力特点弹簧振子所受合力总是指向平衡位置OABCDOABCDOABCDxFxOABCDFOABCDxFxOABCDFOBCDAxFOABCDxF一、变力做功一、回复力1.定义振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置，且始终指向平衡位置的力，叫做回复力。2.效果力根据力的作用效果命名的，可以由某一个力提供（重力、弹力、摩擦力），或几个力的合力，或某个力的分力。受力分析时，不单独画出回复力。回复力的效果：使振动物体能够回到平衡位置一、变力做功一、回复力3.表达式F＝－kx回复力方向：总与位移方向相反，总是指向平衡位置回复力大小：总与偏离平衡位置的位移大小成正比一定等于振动方向的合力，但不一定等于合外力k：比例系数，不是弹簧的劲度系数，由振动系统自身决定大小：与位移大小成正比变加速直线运动方向：与位移方向相反一、变力做功一、回复力4.简谐运动的再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。一、变力做功一、回复力5.判断物体是否做简谐运动的两种方法①

x-t图像为正弦曲线②

F-x

满足F=-kx的形式确定平衡位置例：判断竖直弹簧拉动一个小球的振动是不是简谐运动？规定向下为正方向C点弹力计算回复力由重力和弹力的合力提供一、变力做功二、简谐运动的能量1．机械能守恒2．机械能与振幅有关，振幅越大，机械能越大。不考虑弹簧振子的摩擦阻力等损耗，系统的动能和势能相互转化，动能和势能之和保持不变。平衡位置动能最大，势能最小最大位移势能最大，动能最小OBCx一、变力做功OBCxtE0CBO机械能势能动能动能Ek势能Ep平衡位置OO→BO→CB→OC→O最大位移BCmax→0减小0→max增大0→max增大max→0减小max00max二、简谐运动的能量一、变力做功三、简谐运动中各物理量的变化规律OBCx位移x回复力F加速度a速度v动能Ek势能Ep平衡位置OO→BO→CB→OC→O最大位移BC方向运动方向指向平衡位置指向平衡位置背离平衡位置max→0减小0→max增大0→max增大max→0减小max→0减小max→0减小0→max增大max→0减小max→0减小0→max增大0→max增大0→max增大max00maxmaxmax0maxmax000一、变力做功四、简谐运动的对称性同一位置OABPxF(a)vvOABPP`.x`F`vv`.关于平衡位置对称的两个位置PP/xF(a)vvxF(a)vvxF(a)若连续两次经过同一点，v方向相反v大小相等，方向可能相同、可能相反x、F、a、势能、动能均相同v大小相等，方向可能相同、可能相反势能、动

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