2015-2016学年人教版物理选修3-4第十一章11.3简谐运动的回复力和能量选编.ppt

11.3 简谐运动的 回复力和能量 思考1:弹簧振子为什么会做往复运动? 思考2:它的受力有什么特点? 一、简谐运动的回复力 1、回复力： 方向总指向平衡位置，它的作用是使振动物体返回平衡位置。 （1）回复力是按效果命名的（类似向心力）。 （2）来源：回复力可以是一个力单独提供，也可由几个力 的合力提供，或由某个力的分力提供 。 （4）方向：总是指向平衡位置 （3）大小： ① 回复力的大小与位移的大小成正比， 方向总与位移的方向相反。 ② k ——回复系数（回复力与位移的比例系数），并不是 弹簧的劲度系数。 x x 3、简谐运动： （1）运动学定义： 例题1 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。 （2）动力学定义： （3）简谐运动的证明： ① 证明回复力与位移的大小关系： ② 证明回复力与位移的方向关系： 4、简谐运动的加速度： 演示1 （1）简谐运动的加速度a总与位移的大小成正比， 方向与位移的方向相反。 （2）a与F的变化规律相同。 二、简谐运动的能量 位 置 A A→O O O→B B 位移大小 速度大小 回复力大小 加速度大小 动 能 势 能 最 大 ↘ 0 ↗ 最 大 最 大 ↘ 0 ↗ 0 最 大 ↘ 0 ↗ 最 大 最 大 ↘ 0 ↗ 最 大 最 大 ↘ 0 ↗ 最 大 最 大 ↘ 0 ↗ 0 二、简谐运动的能量 1、简谐运动中动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。 2、简谐运动的能量与振幅有关:振幅越大，振动的能量越大。 【例1】作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是：（ ） A.速度 B.位移 C.回复力 D.加速度 BCD 【例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 【例3】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 ABC 【例4】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 BC 返 回 弹簧原长位置 平衡位置 振子偏离平衡位置 x0 x 回复力： 返 回