简谐运动的回复力和能量课件新人教版选修34）.ppt

第十一章 机械波 第三节 简谐振动的回复力和能量 判断物体是否做简谐运动的方法： （1）根据物体的振动图像去判断 （2）根据回复力的规律F=-kx去判断 证明:竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动 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) 练习1: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 2、在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是 （ ） A．速度、加速度、动能 B．加速度、回复力和位移 C．加速度、动能和位移 D．位移、动能、回复力 3、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（ ） A．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等 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 D．振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒 4、关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有 （ ） A．等于在平衡位置时振子的动能 B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能 C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和 D．位移越大振动能量也越大 5．如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（ ） A．t=0时，质点的位移、速度均为零 B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大 C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零 D．质点的振幅为5cm，周期为2s 一、简谐运动的回复力 1.定义: 2.特点: 按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置 使振子回到平衡位置的力 3、回复力来源： 振动方向上的合外力 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，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。 4.简谐运动的动力学特点 F=–kx 二、简谐运动的能量 简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，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。 6、 简谐运动中的各个物理量变化规律 O A O－B 总机械能 动能 势能 F、a v x B O A－O A 向左减小 向右增大 向右减小 动能增大 势能减小 B 向右增大 向右减小 向左增大 动能减小 势能增大 不变 向左最大 向右最大 0 0 向右最大 0 0 向右最大 向左最大 动能最大 势能为0 动能为0 势能最大 动能为0 势能最大 O B A F F 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？ 证明步骤： 1、找平衡位置 2、找回复力 3、找F=kx 4、找方向关系 B BCD CD ABC BC