人教版2019高中物理选择性必修一2.3简谐运动的回复力和能量 课件(共24张PPT).pptxVIP

第二章机械振动第3节简谐运动的回复力和能量

学习目标科学思维（懂）①用牛顿运动定律和实例理解回复力的概念②通过阅读和听课掌握简谐运动的回复力特征③通过实例分析力理解简谐运动的机械能的转化规律物理观念（记）①回复力的概念②简谐运动的回复力特征③简谐运动的能量科学态度（用）①用回复力特征证明简谐运动②根据简谐运动的对称性解决问题③分析简谐运动的势能和动能的转化

温故知新复习：简谐运动的表达式是怎样的？

运动受力特点力大小变化情况与速度的方向关系匀速直线运动匀变速直线运动匀变速曲线运动匀速圆周运动………………F合与v在一条直线上F合与v方向有一夹角F合与v方向始终垂直温故知新

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。思考1:小球为什么会做往复运动?存在力和惯性思考2:小球的受力满足什么特点才会做这种运动呢？课堂引入

XXXXFFFF物体做简谐运动时，所受的合力有什么特点？所受的合力总是指向平衡位置课堂引入

1.定义:使振子回到平衡位置的力回复力是按力的作用效果命名的2.来源：回复力可以是弹力,也可以是其它力(包括摩擦力);可以是某一个力，或几个力的合力,或者某个力的分力.3.大小:F=-kx“-”表示回复力方向始终与位移方向相反.4.方向:总是指向平衡位置.一、简谐运动的回复力

5.简谐运动的定义的另一种表述：注意：对一般的简谐运动，由于回复力不一定是弹簧的弹力，所以k不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数。如果质点所受的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,质点的运动就是简谐运动。即回复力满足F=-kx的运动就是简谐运动。一、简谐运动的回复力

6.判断物体是否做简谐运动的两种方法1.x-t图像为正弦曲线2.F-x满足F=-kx的形式3.常用步骤：（1）找平衡位置（2）找回复力（3）找F=kx（4）找方向关系一、简谐运动的回复力

如图，一弹簧上端固定，劲度系数为k，另一端挂一质量为m的小球，平衡位置时弹簧的形变量为x0，释放后小球做上下运动，弹簧此时没有超出弹性限度，小球的运动是简谐运动吗？其回复力是谁提供的？一、简谐运动的回复力

一、简谐运动的回复力证明：平衡位置时弹簧的形变量为x0，则mg=kx0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(x0+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

XvF、aQQ-OOO-PP向左最大向左减小向右最大向右最大0向右最大向右增大向右减小00向右增大向右减小向左增大0向左最大规律：每次经过同一位置处，x、F、a、势能、动能均相同，v大小相等，方向不一定。若连续两次经过同一点，v反向。OQP二、简谐运动中各个物理量的变化规律

1.简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以简谐运动是变加速运动；2.当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动；3.当物体从平衡位置向最大位移处运动时，由于v与a的方向相反，物体做加速度越来越大的减速运动。二、简谐运动中各个物理量的变化规律

动能势能QQ-OOO-PP0增大最大减小0最大减小0增大最大机械能不变简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。势能与动能是标量，同一位置必相同，对称位置也必相同。OQP三、简谐运动的能量

tE0机械能势能动能ABOOA物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及E-t图象三、简谐运动的能量

PP/xF(a)vvxF(a)vvxF(a)1．瞬时性:a、F、x具有瞬时对应性2．对称性:(1)关于平衡位置对称的两点，a(F回)大小相等，v大小相等，EK相等，EP相等；(2)运动时间对称。3．周期性:(1)若t2－t1＝nT，则t1、t2两时刻振动物体在同一位置，运动情况完全相同。(2)若t2－t1＝nT＋T/2，则t1、t2两时刻描述运动的物理量(x、F、a、v)大小均相等、方向相反(或均为零)。简谐运动的三大特征

回复力能量回复力是使振子回到平衡位置的力，可以是弹力,也可以是其它力(包括摩擦力);可以是某一个力，或几个力的合力,或者某个力的分力.大小:F=-kx方向:总是指向平衡位置1.x-t图像为正弦曲线2.F-x满足F=-kx的形式2.3简谐运动的回复力和能量

【典例1】图1为水平方向的弹簧，一端固定，另一端栓结一个小球，在水平横杆上运动，摩擦均不计，弹簧原长位置为B点，A和C为左右两边的运动最远点，以B点为坐标原点，该运动位移-时间图像如图2，则（）A．AC距离为5cm B．从A到C的时间为6秒C．从B到C做匀减速运动D．从C到B弹性势能转化为动能【正确答案】D典例分析

【典例2】（2024·山