简谐运动的回复力和能量公开

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1、透过现象看本质，用物理的眼光看世界，你才知道世界的无穷乐趣和奥秘。——周亮机械振动、简谐运动定义: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原来静止时的位置一个理想模型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弹簧振子简谐运动的位移:总是从平衡位置指向某时刻振子所处位置1、定义法:位移随时间按正弦规律变化.3、图象法:是正弦曲线.2、公式法：一、简谐运动中的位移与速度分析XvAA-OOO-BB向左最大向左减小向右最大向右最大0向右增大0向右增大向右减小0OABCD做简谐运动

2、的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（）B课堂思考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，加速度一定为零B．振子速度为零时，加速度最大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ABD课堂思考§11.3从动力学观点和能量观点分析“为什么”匀速直线运动运动形式受力特点合外力F=0匀变速直线运动恒定合力

3、F与v直线F=ma匀速圆周运动合F始终垂直vF=man（类）平抛运动恒定合力F与v0垂直F=ma二、简谐运动中的受力分析XvAA-OOO-BB向左最大向左减小向右最大向右最大0向右增大0向右增大向右减小0OABF向右最大向右减小0向左增大向左最大CD竖直方向的振动水平方向的振动（有摩擦力）小球来回摆动动1.定义:2.特点:按力的作用效果命名，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：振动方向上的合外力三、回复力简谐运动的合力特点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

4、为弹簧的劲度系数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，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。5.简谐运动的运动学特点简谐运动的回复力K为回复力和位移的比值，而不是劲度系数k.某人想判断以下振动是不是简谐运动，请你陈述求证的思路（1）粗细均匀的一条木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的筒中（图11.3-4）。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动；（2）光滑圆弧面上有一个小球，把它从最低点移开一小段距离，放手后，小球以最低点为平衡位置左右振动（图11.3-5）（2）根据回复力的规律

5、F=-kx去判断（1）根据物体的振动规律图像去判断四、简谐运动中的能量转换XvF、a动能势能AA-OOO-BB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OAB2、简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大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。四、简谐运动的能量关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（）ABC课堂思考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

6、时刻振子动能与弹簧弹性势能之和当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的（）CD课堂思考A．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等B．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C．振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供D．振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒图11.3-6为某物体做简谐运动的图像，在所画曲线的范围内回答下列问题。哪些时刻物体的回复力与0.4s时刻的回复力相同？哪些时刻物体的速度与0.4s时刻的速度相同？哪些时刻的动能与0.4s时刻的动能相同？哪些时间的加速度在减小？

7、哪些时间的势能在增大？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课堂练习关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（）ABC课堂练习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、速度均为零B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负

8、向最大C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零D．质点的振幅为5cm，周期为2sBC课堂练习如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，O为平衡位置，则（）A．A→O位移为负值，速度为正值B．O→B时，位移为正值，加速