简谐运动的回复力.ppt

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1、简谐运动的回复力和能量张甲宏回顾简谐运动有什么特点？（1）往复性、周期性（2）x-t图像是正弦曲线思考1:弹簧振子为什么会做往复运动?答:1.存在力;惯性.思考2:这个力有什么特点?2.总是指向平衡位置.1.定义:振动物体受到的总是指向平衡位置的力.一、简谐运动的回复力回复力是按力的作用效果命名的.2.来源:物体在振动方向上的合力.3.公式:“-”表示回复力方向始终与位移方向相反.(胡克定律)k----弹簧的劲度系数(常量)x----振子离开平衡位置的位移,简称位移,方向总是背离平衡位置.(1)大小:一、简谐运动的回复力(2)方向:总是指向平

2、衡位置.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.即回复力满足F=-kx的运动就是简谐运动.注意：对一般的简谐运动,由于回复力不一定是弹簧的弹力,所以k不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数.一、简谐运动的回复力4.简谐运动的动力学特点如图所示，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

3、回复力的大小和方向？(3)此时小球的加速度大小和方向？(4)小球的运动方向怎样？思考OB6.简谐运动中xFav的变化规律BB→OOCCOOO→B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O→C最大向右向左向右最大向左最大向右0减小增大减小向左减小减小增大向右向右向右000最大向右增大增大向左向右增大向左减小向右最大向右最大向左最大向左0减小向右减小减小向左向左增大向左000最大向左增大增大向右向左振物理量变化规律子位置简谐运动中振子的受力及运动情况分析二.简谐运动的能量简谐运动的能量由劲度系数和振幅决定.劲度系数越大,振幅越

4、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.3简谐运动的回复力和能量小结一、简谐运动的回复力F=-kx1.回复力:振动物体受到的总是指向平衡位置的力.是物体在振动方向上的合外力.二.简谐运动的能量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.2.简谐运动动力学特点：运动学特点：判断物体是否做简谐运动的方法：(1)运动学法：振动图像;(2)动力学法：F=-kx.思考题：竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗?证明:竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动证明步骤：1.找平衡

5、位置0;2.找回复力F;3.找F、x大小关系;4.找F、x方向关系.证明:平衡状态时有:mg=-kx0当向下拉动x长度时弹簧所受的合外力为F=-k(x+x0)+mg=-kx-kx0+mg=-kx(符合简谐运动的公式)