高中物理-第11章第3节《简谐运动的回复力和能量》教学课件-新人教版选修3-4VIP专享VIP免费

人教版物理选修３－４第１１章第３节《简谐运动的回复力和能量》教学课件简谐运动的回复力和能量回复力：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FF＝＝-kx-kx；；说明说明::式中式中FF为回复力；为回复力；xx为偏离平衡位置的位移；为偏离平衡位置的位移；kk是常是常数，对于弹簧振子，数，对于弹簧振子，kk是劲度系数，对于其他物体的简谐是劲度系数，对于其他物体的简谐运动，运动，kk是别的常数；是别的常数；负号负号表示回复力与位移的方向总相表示回复力与位移的方向总相反。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?•2.2.简谐运动特征简谐运动特征(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.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。总机械能由振幅决定AABBOO2,简谐运动能量的特征:221:kAEEEpk弹簧振子的总机械能为因此，EtopEkEkpEEEoxpEAAxkEpE•简谐运动过程分析简谐运动过程分析全振动全振动::振子从振子从C→O→A→C→B→CC→O→A→C→B→C时，就完成了一次全振时，就完成了一次全振动动AABBOOCCAA、、BB是位移最大位置；是位移最大位置；CC是振动中的任意位是振动中的任意位置；置；OO为平衡位置。无阻力为平衡位置。无阻力A→OOO→BBB→OOO→A位移位移xx大小大小方向方向回复力回复力FF大小大小方向方向加速度加速度aa大小大小方向方向速度速度vv大小大小方向方向动能动能弹性势弹性势能能机械能机械能例题: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=-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．Ｄ．速度不一定为负值，加速度一定为负值．