天津滨海新区田家炳中学应玉洲.ppt

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1、11.3简谐运动的回复力和能量天津市滨海新区田家炳中学应玉洲知识回顾1.简谐运动的位移是相对的位移，位移的方向总是。2.简谐运动的振动图象（x-t图象)是，表达式。3.简谐运动的特点：平衡位置由平衡位置指向所在位置一条正弦曲线x=Asin(wt+Φ）往复性、周期性、对称性。1.分别画出振子在B、O、A三点的受力的示意图；2.振子为什么能从B点回到平衡位置O？3.振子为什么能离平衡位置O，向A点运动？4.振子为什么能从A点又回到平衡位置O？探究一：水平弹簧振子为什么会往复运动？结论：回复力使振子回到平衡位置，惯性使振子偏离平衡位置。探究一：水平弹簧振子为什么会往复运动？2.特点

2、:效果力1.定义:使物体回到平衡位置的力4.来源：振动方向上的合力一、简谐运动的回复力3.方向：总是指向平衡位置探究二：回复力与位移有什么关系？1.什么力充当回复力？2.胡克定律（弹簧弹力）的表达式？3.弹簧的形变量与位移的大小有什么关系？4.回复力的方向与位移方向有什么关系？探究二：回复力与位移有什么关系？K为比例系数，而不一定是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。结论：F=-kx探究三：竖直弹簧振子做简谐运动吗？1.如果物体的振动图像是一条正弦曲线，物体就做简谐运动。2.如果

3、物体的回复力F=-kx，物体就做简谐运动。（一）判断物体是否做简谐运动的方法：（二）理论证明探究三：竖直弹簧振子做简谐运动吗？1.平衡位置在哪？2.画出振子处于平衡位置时的受力示意图，此时弹力是多大？3.振子在C点时的位移多大？此时弹簧伸长量为多大？4.画出振子在C点时的受力示意图，此时弹力是多大？5.振子在C点时的回复力？（二）理论证明在c位置时，回复力即F=-kx在b位置静止时:mg=kx0=mg-kx0-kx∴竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动。探究三：竖直弹簧振子做简谐运动吗？F=mg-k(x0+x)mgmgkx0k(x0+x)=-kx（三）实验验证探究三：竖直弹簧振子做简

4、谐运动吗？探究四：通过水平弹簧振子总结简谐运动中各物理量的变化规律振子位置AA→OOO→BB位移x大小最大0最大方向左左右右回复力F大小最大0最大方向右右左左加速度a大小最大0最大方向右右左左速度v大小0最大0方向右右右动能0最大0势能最大0最大机械能探究四：通过水平弹簧振子总结简谐运动中各物理量的变化规律不变结论：1.简谐运动中的动能和势能相互转化，系统的机械能守恒。2.振幅越大，机械能越大。3.振子靠近平衡位置过程：位移、回复力、加速度、势能减小；速度、动能增大。典型例题如图所示是某质点的振动图象，质点（）A.t=1s时，回复力负向最大，加速度为零。B.t=2s时，速度负

5、向最大，加速度为零。C.在a、b两点对应的时刻，位移相同，速度也相同。D.在b、c两点对应的时刻，位移相同，速度也相同。E.在第1秒的时间内，速度变小，动能也变小。F.在第1秒的时间内，位移增大，系统机械能也增大。G.在第2秒的时间内，回复力做正功，系统机械能增大。BE小结：F=-kx振动方向上的合力简谐运动回复力动能和势能相互转化，系统的机械能守恒。能量振子位置AA→OOO→BB位移x大小最大0最大方向左左右右回复力F大小最大0最大方向右右左左加速度a大小最大0最大方向右右左左速度v大小0最大0方向右右右动能0最大0势能最大0最大机械能探究四：通过水平弹簧振子总结简谐运动中

6、各物理量的变化规律不变