简谐运动的回复力和能量（上课1）

1、11.3 简谐运动的回复力和能量,一、简谐运动的回复力,1.定义:,2.特点:,方向始终指向平衡位置,使振子回到平衡位置的力,3、回复力来源：,按力的作用效果命名，由振动方向上所有力的合力提供,一、简谐运动的回复力和位移的关系,1、方向关系：,回复力的方向总是与振子偏离平衡位置的位移方向相反,2、大小关系：,根据胡克定律，回k|x|,如果质点所受的回复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（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。,4.简谐运动的动力学特点,F回=kx,5.简谐运动的运动学特点,6、 简谐运动中的各个物理量变化规律,O,向左减小,向右增大,向右减小,动能增

2、大 势能减小,A,向右增大,向右减小,向左增大,动能减小 势能增大,不变,向左最大,向右最大,0,0,向右最大,0,0,向右最大,向左最大,动能最大 势能为0,动能为0 势能最大,动能为0 势能最大,（1）平衡位置： （2）两端点: (3)向平衡位置靠近: （4）远离平衡位置：,简谐运动的特点：,V最大，X=0、F 回=0（a=0）、,X最大、F 回最大（a最大）、 V=0,x减小、F 回减小（a减小） 、 v增大。做加速度减小的加速运动。,x增大、F 回增大（a增大）、 v减小。做加速度增大的减速运动,简谐运动是变加速运动,（1）当物体向平衡位置运动时，由于a 与v方向一致，物体做加速度减小

3、的加速运动。 （2）当物体从远离平衡位置时，由于a与v方向相反，物体做加速度增大的减速运动。,简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以 简谐运动是变加速运动,二.简谐运动的能量,简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大,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。,1*简谐运动属于下列哪一种运动（ ） A匀速直线运动 B匀加速运动 C匀变速运动 D变加速运动,D,2、在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，不变的物理量有（ ） A速度 B、位移 C回复力 D、加速度 E、动能,BCDE,3:做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是

4、（ ）,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,4、弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是( ) A振子通过平衡位置时，回复力一定为零 B振子做减速运动，加速度却在增大 C振子向平衡位置运动时，v增大，a减小，且加速度方向与速度方向相反 D振子远离平衡位置时，v减小，a增大，且加速度方向与速度方向相反,ABD,不论振子远离平衡位置还是向平衡位置靠近，加速度方向总是指向平衡位置,BCD,5如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（ ） At=0时，质点的位移、速度均为零 Bt=1s时，位

5、移正向最大，速度为零，加速度负向最大 Ct=2s时，位移为零，速度负向最大，加速度为零 Dt=3s时，位移负向最大，加速度正向最大 E质点的振幅为5cm，周期为2s,6一质点做简谐运动时，其振动图象如图。由图可知，在t1和t2时刻，质点运动的（ ） A位移相同 B回复力相同 C速度相同 D加速度相同,C,对称性：关于平衡位置对称的两点，各物理量的大小均相等,7如图简谐运动的图象，在图示时间范围内，与0.4s 时 （1）位移相同时刻有： （2）加速度相同时刻： （3）速度相同时刻有： （4）动能相同时刻有： （5）势能相同时刻有：,7*.如图所示的是某一质点做简谐运动的图象,下列说法中正确的是(

6、 ) A.在第1s内,质点做加速度减小的减速运动 B.在第4s内,质点做加速度减小的加速运动 C.2s末速度最大,沿x轴的负方向 D.3s末加速度最大,沿x轴负方向 E.质点在4s内的路程是零,BC,1一个弹簧振子做简谐运动时，所具有的能量与下列哪个物理量是有关的（ ） A周期 B振幅 C振子质量 D频率,B,4、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,1.弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是： A振子通过平衡位置时，回复力一定为零 B

7、振子做减速运动，加速度却在增大 C振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反 D振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反,3.一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,其中有两个时刻弹簧振子的弹力大小相等,但方向相反,则这两个时刻振子的 A速度一定大小相等,方向相反 B加速度一定大小相等,方向相反 C位移一定大小相等,但方向不一定相反 D以上三项都不一定大小相等方向相反,ABD,ABD,B,（1）平衡位置： （2）两端点: (3)向平衡位置靠近: （4）远离平衡位置：,简谐运动的特点：,V最大，X=0、F 回=0（a=0）、 Ek最大、Ep=0,X最大、F 回最大（a最大）、 V=0 Ek=0、Ep最大,x减小、F 回减小（a减小） 、 v增大。由势能转化为动