儀表基礎(chǔ)知識(shí)講義

11.3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)(huífù)力和能量第一頁(yè)，共16頁(yè)。11.3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)(huífù)力和能量第一頁(yè)，共16一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的回復(fù)力1.定義(dìngyì):2.特點(diǎn)(tèdiǎn):按力的作用效果命名，方向始終指向平衡位置

使振子回到平衡位置的力3、回復(fù)力來源：振動(dòng)方向上的合外力第二頁(yè)，共16頁(yè)。一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的回復(fù)力如果質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移(wèiyí)大小成正比，并且始終指向平衡位置（即與位移(wèiyí)方向相反）,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)F回=–kx5.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)第三頁(yè)，共16頁(yè)。如果質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移(wèiy6、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)中的各個(gè)物理量變化規(guī)律OAAA－OOO－BBx

vF、a動(dòng)能勢(shì)能總機(jī)械能向左減小向右增大(zēnɡdà)向右減小動(dòng)能(dòngnéng)增大勢(shì)能減小B向右增大向右減小向左增大動(dòng)能減小勢(shì)能增大不變向左最大向右最大00向右最大00向右最大向左最大動(dòng)能最大勢(shì)能為0動(dòng)能為0勢(shì)能最大動(dòng)能為0勢(shì)能最大OBAFF第四頁(yè)，共16頁(yè)。6、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)中的各個(gè)（1）當(dāng)物體從最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于(yóuyú)v與a的方向一致，物體做加速度越來越小的加速運(yùn)動(dòng)。（2）當(dāng)物體從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于(yóuyú)v與a的方向相反，物體做加速度越來越大的減速運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度大小(dàxiǎo)和方向都隨時(shí)間做周期性的變化，所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)第五頁(yè)，共16頁(yè)。（1）當(dāng)物體從最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于(yóuyú)二.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的能量簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量與振幅有關(guān)(yǒuguān)，振幅越大，振動(dòng)的能量越大簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持(bǎochí)不變，即機(jī)械能守恒。第六頁(yè)，共16頁(yè)。二.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)的能量判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方法：（1）根據(jù)物體的振動(dòng)(zhèndòng)圖像去判斷（2）根據(jù)回復(fù)力的規(guī)律F=-kx去判斷思考題：豎直方向振動(dòng)的彈簧(tánhuáng)振子所做的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎？第七頁(yè)，共16頁(yè)。判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方法：思考題：第七頁(yè)，共16頁(yè)。證明:

豎直懸掛的彈簧(tánhuáng)振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)證明步驟(bùzhòu)：1、找平衡位置2、找回復(fù)力3、找F=kx4、找方向關(guān)系第八頁(yè)，共16頁(yè)。證明:

豎直懸掛的彈簧(tánhuáng)振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)證明證明:平衡狀態(tài)時(shí)有:

mg=-kx0

當(dāng)向下拉動(dòng)x長(zhǎng)度時(shí)彈簧所受的

合外力(wàilì)為

F=-k(x+x0)+mg

=-kx-kx0+mg

=-kx

(符合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式)第九頁(yè)，共16頁(yè)。證明:平衡狀態(tài)時(shí)有:

mg=-kx0A．速度(sùdù)一定為正值，加速度(sùdù)一定為正值B．速度(sùdù)不一定為正值，但加速度(sùdù)一定為正值C．速度(sùdù)一定為負(fù)值，加速度(sùdù)一定為正值D．速度(sùdù)不一定為負(fù)值，加速度(sùdù)一定為負(fù)值練習(xí)1:做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)位移為負(fù)值時(shí)，以下說法(shuōfǎ)正確的是（）B第十頁(yè)，共16頁(yè)。A．速度(sùdù)一定為正值，加速度(sùdù)一定為正值2、在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，振子每次經(jīng)過同一(tóngyī)位置時(shí)，下列各組中描述振動(dòng)的物理量總是相同的是（）A．速度、加速度、動(dòng)能B．加速度、回復(fù)力和位移C．加速度、動(dòng)能和位移D．位移、動(dòng)能、回復(fù)力BCD第十一頁(yè)，共16頁(yè)。2、在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，振子每次經(jīng)過同一(tóngyī)位置時(shí)，下A．振子在振動(dòng)過程中，速度相同時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度一定相等B．振子從最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧彈力始終(shǐzhōng)做負(fù)功C．振子在振動(dòng)過程中的回復(fù)力由彈簧的彈力和振子的重力的合力提供D．振子在振動(dòng)過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒3、當(dāng)一彈簧振子(zhènzǐ)在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的（）CD第十二頁(yè)，共16頁(yè)。A．振子在振動(dòng)過程中，速度相同時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度一定相等3、當(dāng)一A．等于在平衡位置時(shí)振子的動(dòng)能B．等于在最大位移時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能C．等于任意(rènyì)時(shí)刻振子動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能之和D．位移越大振動(dòng)能量也越大4、關(guān)于彈簧(tánhuáng)振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量，下列說法正確的有（）ABC第十三頁(yè)，共16頁(yè)。A．等于在平衡位置時(shí)振子的動(dòng)能4、關(guān)于彈簧(tánhuá5．如圖是質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖像，由此可知（）A．t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移、速度均為零B．t=1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為正向最大，速度為零，加速度為負(fù)向最大C．t=2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，速度為負(fù)向最大值，加速度為零D．質(zhì)點(diǎn)的振幅(zhènfú)為5cm，周期為2sBC第十四頁(yè)，共16頁(yè)。5．如圖是質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖像，由此可知（1.彈簧振子作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法正確的是：A．振子通過平衡位置時(shí)，回復(fù)力一定為零B．振子做減速運(yùn)動(dòng)，加速度卻在增大(zēnɡdà)C．振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向與速度方向相反D．振子遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向與速度方向相反2.如圖所示，是一彈簧振子，設(shè)向右方向?yàn)檎琌為平衡位置，則：A．A→O位移為負(fù)值，速度為正值B．O→B時(shí)，位移為正值，加速度為負(fù)值C．B→O時(shí)，位移為負(fù)值，速度為負(fù)值D．O→A時(shí)，位移為負(fù)值，加速度為正值A(chǔ)BOABDABD能力(nénglì)提升：第十五頁(yè)，共16頁(yè)。1.彈簧振子作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法正確的是：3.一個(gè)彈簧振子(zhènzǐ)在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其中有兩個(gè)時(shí)刻彈簧振子(zhènzǐ)的彈力大小相等,但方向相反,則這兩個(gè)時(shí)刻振子(zhènzǐ)的