简谐运动的回复力和能量课件高二上学期物理人教版选择性必修第一册（17张ppt).pdf

新教材人教版物理(高中选择性必修第一册)

第二章机械振动

第3节简谐运动的回复力和能量

E机械能

势能

动能

0t

Q0P

思考与讨论

当我们把弹簧振子的小球拉离平衡位置释放后，

小球就会在平衡位置附近做简谐运动。小球的受力

的大小方向如何?

AC0点DB

一、回复力

1.定义：使振子回到平衡位置的力

●

AC0点DB

回复力为零的位置就是平衡位置

2.来源：回复力是一种效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合

力，或者某个力的分力。方向始终指向平衡位置.

3.大小：F合=-kx

CD

A0点B

(1)F合为振动方向的合力；

(2)x表示位移，非弹簧长度；

(3)k在弹簧振子中表示劲度系数，而在其他振动系统中

k不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数

(4)判断简谐运动的方法

①看振动图像是不是正弦曲线

②看振动方向的回复力是否满足F回=-kx

此时没有超出弹性限度，小球的运动是简谐运动吗?

证明步骤：

1、找平衡位置

2、找回复力

3、判断是否满足条件F=-kX

X?

证明：平衡位置时弹簧的形变量为x?,则mg=kx?

当小球向下运动到离平衡位置的距离是x时，

回复力：F=mg-k(x?+x)得F=-kx,

即小球的运动是简谐运动。

重力和弹力的合力提供回复力

0

做上下运动，弹簧此时没有超出弹性限度，小球的运动是简

谐运动吗?

如图所示.现用力向下将其压入水中一段深度x后(未全部浸没)撤掉

外力，木块在水面上上下振动，忽略一切阻力，(只考虑浮力和重力)

试判断木块的振动是否为简谐运动.

、简谐运动的能量

弹簧振子中小球的速度在不断变化，因而它的动能在不断

变化；弹簧的伸长量或压缩量在不断变化，因而它的势能也在

不断变化。弹簧振子的能量变化具有什么规律呢?

40000N0000A

CB

简谐运动各个物理量如何变化?有何规律?

0

AB

AA→00A→0B

向左最大向左减小0向右增大向右最大

向右最大向右减小