3 简谐运动的回复力和能量 (4).ppt

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1、简谐运动的回复力和能量从化中学江慧琼回复力:振动物体偏离平衡位置后,所受到的使它回到平衡位置的力。1.简谐运动力的特征:回复力F=-kx;说明:式中F为回复力;x为偏离平衡位置的位移;k是常数,对于弹簧振子,k是劲度系数,对于其他物体的简谐运动,k是别的常数;负号表示回复力与位移的方向总相反。1、回复力是效果力,它可以是弹力,也可以是其它力;可以是一个力,也可以是几个力的合力;或是某个力的分力。2、回复力的方向总是指向平衡位置,回复力为零的位置就是平衡位置。3.回复力的方向与位移方向相反.(1)回复力是产生振动的必要条件之

2、一,产生振动的另一条件是阻力足够小.(2)所有振动的物体都一定受到指向平衡位置的回复力作用.回复力为0的位置即为平衡位置.回复力与振动:注意:弹簧振子的受力与其它的振动都有什么样的共性?2.简谐运动特征(1)力的特征:物体离开平衡位置后,总是受到一个方向指向平衡位置,大小与物体离开平衡位置的距离成正比的力的作用,则此物体一定在作简谐运动。(2)运动特征:运动图象是具有正弦或余弦函数的规律,具有周期性.若振子运动到平衡位置右侧,此时受到向左的指向平衡位置的作用力.若振子运动到平衡位置左侧,此时受到向右的指向平衡位置的作用力.

3、振子受力变化运动中的速度变化A→O:弹力方向与速度方向相同,物体作加速运动.O→B:弹力方向与速度方向相反.物体作减速运动.物体到达平衡位置时的速度最大.将振子从B点释放后在弹簧弹力(回复力)作用下,振子向左运动,速度加大,弹簧形变(位移)减少,弹簧的弹性势能转化为振子的动能。当回到平衡位置O时,弹簧无形变,弹性势能为零,振子动能达到最大值,这时振子的动能等于它在最大位移处(B点)弹簧的弹性势能,也就是等于系统的总机械能。在任何一位置上,动能和势能之和保持不变,都等于开始振动时的弹性势能,也就是系统的总机械能。总机械能由振

4、幅决定ABO2,简谐运动能量的特征:简谐运动过程分析全振动:振子从C→O→A→C→B→C时,就完成了一次全振动ABOCA、B是位移最大位置;C是振动中的任意位置;O为平衡位置。无阻力A→OOO→BBB→OOO→A位移x大小方向回复力F大小方向加速度a大小方向速度v大小方向动能弹性势能机械能例题:如图所示,质量为m的物体通过劲度系数为k的弹簧相连,悬吊在天花板上.现将物体稍向下拉,然后释放,试判断物体的振动是否为简谐运动.解:设物体静止时拉伸弹簧长度为x0,又向下拉伸距离为x1,取向竖直向下为正方向.F0=-kx0=-mgF

5、=-k(x0+x)=-mg-kxF回=-F+mg=-(mg+kx)+mg=-kx所以物体的振动是简谐运动.OO’AxOO’xoGFoGF1.简谐运动属于下列哪一种运动?()A.匀加速运动B.匀减速运动.C.匀速直线运动.D非匀变速运动2.做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,一定相同的物理量是()A.速度B.位移C.加速度.D.回复力.知识应用:3.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

6、.D.速度不一定为负值,加速度一定为负值.

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