（人教版教科版通用）高二物理 简谐运动的回复力和能量.pptVIP

第三节简谐运动的回复力和能量

高二物理

匀速直线运动：F合=0匀变速直线运动：F合恒定且与速度共线平抛运动：F合=mg，方向竖直向下匀速圆周运动：F合大小不变，方向始终指向圆心简谐运动？

?ABAOOBBOOAxFva+,减小-,增大-,减小+,增大-,增大+,增大+,减小FF-,减小受力特征：合力始终指向平衡位置，大小与位移成正比，方向相反。xxF合=-kx位移特点：位移的方向始终背离平衡位置

一、简谐运动的回复力1.简谐运动的受力特征：如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小成正比，并且方向总是指向平衡位置，质点运动就是简谐运动。2.回复力：质点受到的沿速度方向的合力，方向始终指向平衡位置。回复力与位移的关系：F回=-kxk——比例系数x——质点偏离平衡位置的位移物体在平衡位置受到的回复力为零，最大位移处受到的回复力最大

AOOBBOOAxFva+,减小-,增大-,减小+,增大-,增大-,增大+,增大+,减小-,减小-,减小+,增大+,减小-,减小+,增大+,减小+,减小受力特征：合力始终指向平衡位置，大小与位移成正比，方向相反。F合=-kx?ABFFxx位移特点：位移的方向始终背离平衡位置

3.简谐运动的运动特征：位移x：平衡位置为零，位移方向始终背离平衡位置速度v：平衡位置最大，最大位移处为零加速度a：平衡位置为零，最大位移处最大，方向始终指向平衡位置

4.通过图像分析简谐运动在一个全振动内位移x、速度v、回复力F回、加速度a01x/cmt/s234562-2位移x:0～2s，正方向，先增后减；2～4s，负方向，先增后减。速度v：0～1s，正方向，减小；1～3s，负方向，先增后减；3～4s，正方向，增加。回复力F回：0～2s，负方向，先增后减；2～4s，正方向，先增后减。01vt/s23456

问题讨论1：请你分别画出做简谐运动的质点受到的回复力随位移变化的图像和回复力随时间变化的图像。xFOtFOF=-kxA-Ax=Asin(ωt+φ)F=-kAsin(ωt+φ)

问题讨论2：竖直弹簧下端悬挂一小球，下拉一段距离，然后松开，根据简谐运动的回复力特点，证明小球的运动是简谐运动。

xOABmgF分析可知：F回=F-mg，方向向上弹力：F=k?x平衡位置：k?x0=mg位移大小：x=?x-?x0联立以上关系式：回复力大小：F回=k?x-k?x0=k（?x-?x0）=kx方向：由图可知回复力方向与x反向，?xx?x0即满足简谐运动F回=-kx所以，小球的运动是简谐运动

二、简谐运动中的能量

xABAOOBBOOA动能势能机械能减小增大减小减小增大增大增大减小不变不变不变不变

1.弹簧振子振动过程中发生动能和势能的相互转化,机械能的总量不变，即系统的机械能守恒2.在平衡位置振子的动能最大，势能为零。在最大位移处,振子的动能为零，势能最大。3.简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，简谐运动的能量越大。二、简谐运动中的能量

课堂小结：一、简谐运动中的回复力F回=-kx回复力是效果力，是沿速度方向的合力，方向始终指向平衡位置。二、简谐运动中的能量转化：只发生动能和势能的相互转化，机械能守恒简谐运动是一种理想化模型

练习1：如图为某物体做简谐运动的图像，在0~1.5s内：（1）哪些时刻物体的回复力与0.4s时刻的回复力相同？（2）哪些时刻物体的速度与0.4s时刻的速度相同？（3）哪些时刻的动能与0.4s时刻的动能相同？（4）哪些时间的加速度在减小？（5）哪些时间的势能在增大？

练习2：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B

练习3：在