高中物理第十一章機(jī)械振動(dòng)11.3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量全國公開課一等獎(jiǎng)百校聯(lián)賽微課賽課特等獎(jiǎng)?wù)n

3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量1/11提問:1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移物理含義是什么?怎么表示?2.在彈簧振子一個(gè)周期振動(dòng)中,振子協(xié)力怎么改變?方向有什么特點(diǎn)?不論在什么位置(平衡位置除外),物體所受協(xié)力均指向平衡位置,作用是使物體回到平衡位置,稱為回復(fù)力.2/11一.回復(fù)力1.意義:振動(dòng)物體在振動(dòng)方向協(xié)力2.特點(diǎn):F=－Kx

K為振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)系數(shù)，在不一樣振動(dòng)系統(tǒng)中詳細(xì)含義不一樣。

x為質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置位移，有詳細(xì)方向。3.振子在振動(dòng)方向所受協(xié)力假如大小與振子相對(duì)平衡位置位移成正比，方向與位移一直相反，這么振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。證實(shí)以下幾個(gè)物體為諧振子。3/111.證實(shí)漂浮在水面木塊為諧振子。（已知ρ水，ρ木，木塊橫截面積S）2.豎直懸掛彈簧振子（已知彈簧勁度系數(shù)K)引申：懸掛在光滑斜面上彈簧振子（已知彈簧勁度系數(shù)K)Lookatthe黑板！體會(huì)：1.回復(fù)力能夠由振動(dòng)方向一個(gè)力充當(dāng)，也可能是振動(dòng)方向協(xié)力！2.垂直振動(dòng)方向受力與振動(dòng)無關(guān)。4/11如圖彈簧振子振動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，位移－時(shí)間關(guān)系為x＝Asinωt，而回復(fù)力F＝－Kx，所以有F＝－KAsinωt=－Fmsinωt思索：回復(fù)力與時(shí)間關(guān)系？5/11二.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)能量問題：已知輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)為K，振幅為A。求：1.振子最大速度；2.振子系統(tǒng)機(jī)械能E。3.系統(tǒng)機(jī)械能（能量）在振動(dòng)過程中有何特點(diǎn)？這兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)能量指什么能量?6/11二.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)能量1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能守恒,動(dòng)能和勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化.2.機(jī)械能E=EKm=EPm3.實(shí)際振動(dòng)中系統(tǒng)機(jī)械能會(huì)不停降低,所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是理性化振動(dòng).*4.動(dòng)力學(xué)物理量周期和能量改變周期7/118/11

例1、如圖，輕彈簧勁度系數(shù)k=40N/m，物體A質(zhì)量mA=0.1kg,物體B質(zhì)量mB=0.2kg，兩物塊間接觸水平，最大靜摩擦力F’=2.0N，為使兩物體在光滑水平面上一起做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它們之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，振動(dòng)最大振幅應(yīng)為多大？BA分析9/11

已知：k=40N/m，mA=0.1kg，mB=0.2kg,F’=2.0N,問A=?BAA最大加速度：A、B一起做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)最大加速度：最大回復(fù)力：最大振幅：aA=F’/mA=20m/s2a=aA=20m/s2F=(mA+mB)a=6NA=F/k=0.15m10/11

例題2.如圖，質(zhì)量為m物體A放置在質(zhì)量為M物體B上，B與彈簧相連，它們一起在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過程中，A、B間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k