第3节　简谐运动的回复力和能量 课件.ppt

根据水平弹簧振子图，可分析各个物理量的变化关系如下：振子的运动A→OO→A′A′→OO→A位移方向向右向左向左向右大小减小增大减小增大回复力方向向左向右向右向左大小减小增大减小增大振子的运动A→OO→A′A′→OO→A加速度方向向左向右向右向左大小减小增大减小增大速度方向向左向左向右向右大小增大减小增大减小振子的动能增大减小增大减小弹簧的势能减小增大减小增大系统总能量不变不变不变不变【例3】弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系如图所示，则()A．在t＝1s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零B．在t＝2s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零C．在t＝3s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大D．在t＝4s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大√[解析]当t＝1s时，位移最大，加速度最大，速度为零，A错误；当t＝2s时，位移为零，加速度为零，而速度最大，速度方向要看该点切线斜率的正负，t＝2s时，速度为负值，B正确；当t＝3s时，位移最大，加速度最大，速度为零，C错误；当t＝4s时，位移为零，加速度为零，速度最大，方向为正，D错误．【例4】(多选)(2022·河北衡水中学月考)光滑斜面上有一物块A被平行于斜面的轻质弹簧拉住并静止于O点，如图所示，现将物块A沿斜面拉到B点无初速度释放，物块A在B、C之间做简谐运动，则下列说法正确的是()A．物块A在运动过程中机械能守恒B．物块A在C点时弹簧的弹性势能最小C．物块A在C点时系统的势能最大，在O点时系统的势能最小D．物块A在B点时机械能最小√√[解析]在运动过程中，物块A和弹簧组成的系统的机械能守恒，由于弹簧的弹性势能是变化的，故物块A的机械能不守恒，A错误；当物块A被平行于斜面的轻质弹簧拉住并静止于O点时，物块A受到弹簧沿斜面向上的弹力，弹簧处于伸长状态，结合简谐运动的对称性可知，物块A在B点时弹簧的伸长量一定最大，而物块A在C点时，弹簧可能处于原长状态，也可能处于压缩状态或伸长状态，可知在C点时，弹簧的弹性势能不一定最小，B错误；物块A和弹簧组成的系统的机械能守恒，物块A在C点时，动能为零，故物块A与弹簧构成的系统的势能(重力势能和弹性势能之和)最大，在O点时，动能最大，故势能最小，C正确；物块A和弹簧组成的系统的机械能守恒，物块A在B点时，弹簧的伸长量最大，弹簧的弹性势能最大，物块A的机械能最小，D正确．[针对训练2]如图所示，当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的是()A．振子经过同一位置时，速度大小一定相同B．振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功C．振子在从最低点向平衡位置运动过程中受到重力、弹力和回复力D．振子在平衡位置时，其动能最大，弹簧的弹性势能最小√解析：简谐运动中，振子经过同一位置时速度大小相等，故A正确；振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹力的方向与速度的方向同向，故弹力做正功，故B错误；振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供，故C错误；振子在平衡位置时，其动能最大，此时弹簧被压缩，弹簧的弹性势能不是最小，当弹簧恢复到原长的时候，弹性势能最小，故D错误．请做：分层演练素养达标word部分：点击进入链接本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放第二章机械振动*返回导航下一页上一页物理第二章机械振动第3节简谐运动的回复力和能量[学习目标]1．知道回复力的概念，会分析其特点和来源．(重点)2．会分析简谐运动中回复力、加速度、位移、速度、动能、势能等各物理量的变化．(重点、难点)3．能理解简谐运动中机械能守恒，知道能量大小与振幅有关．4．对于水平弹簧振子，能定性说明弹性势能与动能的转化过程．01必备知识素养奠基02关键能力素养形成03分层演练素养达标知识点1简谐运动的回复力1．简谐运动的回复力(1)方向特点：总是指向____________．(2)作用效果：把物体拉回到____________．(3)来源：回复力是根据力的______(选填“性质”或“效果”)命名的，可能由合力、某个力或某个力的分力提供．平衡位置平衡位置效果(4)表达式：F＝______．即回复力与物体的位移大小成______，______表明回复力与位移方向始终相反，k是一个常数，由振动系统决定．2．简谐运动的动力学特征如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成______，并且总是指向__________