高中物理(新教材)選修1課件1：2 3 簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量 人教版

第3節(jié)簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量一、機(jī)械振動1.定義:物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動.2.特點(diǎn):對稱性;周期性.二、彈簧振子模型1.小球看成質(zhì)點(diǎn);2.忽略彈簧質(zhì)量;3.忽略阻力.三、振動圖像(x--t圖象)

橫坐標(biāo)t—時間;縱坐標(biāo)x—偏離平衡位置的位移.位移x:總是從平衡位置指向振子位置.復(fù)習(xí)：簡諧運(yùn)動及其描述4．特征值法:振幅;周期、頻率;相位.

強(qiáng)弱；快慢;步調(diào).四、簡諧運(yùn)動的描述

1．定義法:位移隨時間按正弦規(guī)律變化.3．圖象法:是正弦曲線.2．公式法：復(fù)習(xí)：簡諧運(yùn)動及其描述思考振子為什么會做往復(fù)運(yùn)動？振子位移方向和回復(fù)力的方向有什么特點(diǎn)？1．定義:振動物體受到的總是指向平衡位置的力回復(fù)力是按力的作用效果命名的2．來源:物體在振動方向上的合力一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力3．公式:“—”表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反.(胡克定律)k----彈簧的勁度系數(shù)(常量)x----振子離開平衡位置的位移,簡稱位移,

方向總是背離平衡位置.(1)大小:(2)方向:總是指向平衡位置.一、簡諧運(yùn)動的回復(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大小成正比，并且總是指向平衡位置

(即與位移方向相反),質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動.即回復(fù)力滿足F=-kx

的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動.注意：對一般的簡諧運(yùn)動,由于回復(fù)力不一定是彈簧的彈力,所以k不一定是勁度系數(shù)而是回復(fù)力與位移的比例系數(shù).4．簡諧運(yùn)動的動力學(xué)特點(diǎn)一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力5．簡諧運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特點(diǎn)一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力如圖所示，某一時刻彈簧振子的小球運(yùn)動到平衡位置右側(cè)，距平衡位置0點(diǎn)3cm處的B點(diǎn)，已知小球的質(zhì)量為1kg，小球離開平衡位置的最大距離為5cm，彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，求：(1)最大回復(fù)力的大小是多少？(2)在B點(diǎn)時小球受到的回復(fù)力的大小和方向？(3)此時小球的加速度大小和方向？(4)小球的運(yùn)動方向怎樣？思考OB如圖所示，某一時刻彈簧振子的小球運(yùn)動到平衡位置右側(cè)，距平衡位置0點(diǎn)3cm處的B點(diǎn)，已知小球的質(zhì)量為1kg，小球離開平衡位置的最大距離為5cm，彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，求：(1)最大回復(fù)力的大小是多少？(2)在B點(diǎn)時小球受到的回復(fù)力的大小和方向？(3)此時小球的加速度大小和方向？(4)小球的運(yùn)動方向怎樣？思考OBXvF、aAA-OOO-BB向左最大向左減小向右最大向右最大0向右最大向右增大向右減小00向右增大向右減小向左增大0向左最大OAB一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力6．簡諧運(yùn)動中xFav的變化規(guī)律簡諧運(yùn)動的加速度大小和方向都隨時間做周期性的變化，所以簡諧運(yùn)動是變加速運(yùn)動.(1)當(dāng)物體從最大位移處向平衡位置運(yùn)動時，由于v與a的方向一致，物體做加速度越來越小的加速運(yùn)動。(2)當(dāng)物體從平衡位置向最大位移處運(yùn)動時，由于v與a的方向相反，物體做加速度越來越大的減速運(yùn)動。小結(jié)：動能勢能AA-OOO-BB0增大最大減小0最大減小0增大最大OAB在簡諧運(yùn)動過程中，振子能量變化情況如何?思考總能不變

2．簡諧運(yùn)動的能量由勁度系數(shù)和振幅決定.勁度系數(shù)越大,振幅越大，振動的能量越大.

1．簡諧運(yùn)動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒.二、簡諧運(yùn)動的能量

一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力F=-kx1.回復(fù)力:振動物體受到的總是指向平衡位置的力.是物體在振動方向上的合外力.二.簡諧運(yùn)動的能量簡諧運(yùn)動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒.2.簡諧運(yùn)動動力學(xué)特點(diǎn)：運(yùn)動學(xué)特點(diǎn)：小結(jié)：

一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力F=-kx1.回復(fù)力:振動物體受到的總是指向平衡位置的力.是物體在振動方向上的合外力.二.簡諧運(yùn)動的能量簡諧運(yùn)動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒.2.簡諧運(yùn)動動力學(xué)特點(diǎn)：運(yùn)動學(xué)特點(diǎn)：小結(jié)：BC練習(xí)1：一個在水平方向做簡諧運(yùn)動的彈簧振子的振動周期是0.025s，當(dāng)振子從平衡位置開始向右運(yùn)動，在0.17s時刻，振子的運(yùn)動情況是（）

A．正在向左做減速運(yùn)動B．正在向右做加速運(yùn)動C．加速度正在減小D．動能正在減小BC練習(xí)2：一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，其離開平衡位置的位移x與時間t的關(guān)系如圖所示，由圖可知（）A．質(zhì)點(diǎn)振動的頻率為4HzB．質(zhì)點(diǎn)振動的振幅為2cmC．在t=3s時刻，質(zhì)點(diǎn)的速率最大D．在t=4s時刻，質(zhì)點(diǎn)所受的合力為零

B練習(xí)3：彈簧振子的質(zhì)量為M，彈簧勁度系數(shù)為k，在振子上放一質(zhì)量為m的木塊，使兩者一起振動，如圖。木塊的回復(fù)力F是振子對木塊的摩擦力，F(xiàn)也滿足F＝－k/x，x是彈簧的伸長（或壓縮）量，那么為（）來源:學(xué)?？?。網(wǎng)Z。X。X。K]A．

B．

C．

D．備用工具&資料BC練習(xí)2：一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，其離開平衡位置的位移x與時間t的關(guān)系如圖所示，由圖可知（）A．質(zhì)點(diǎn)振動的頻率為4HzB．質(zhì)點(diǎn)振動的振幅為2cmC．在t=3s時刻，質(zhì)點(diǎn)的速率最大D．在t=4s時刻，質(zhì)點(diǎn)所受的合力為零

一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力F=-kx1.回復(fù)力:振動物體受到的總是指向平衡位置的力.是物體在振動方向上的合外力.二.簡諧運(yùn)動的能量簡諧運(yùn)動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒.2.簡諧運(yùn)動動力學(xué)特點(diǎn)：運(yùn)動學(xué)特點(diǎn)：小結(jié)：4．特征值法:振幅;周期、頻率;相位.

強(qiáng)弱；快慢;步調(diào).四、簡諧運(yùn)動的描述

1．定義法:位移隨時間按正弦規(guī)律變化.3．圖象法:是正弦曲線.2．公式法：復(fù)習(xí)：簡諧運(yùn)動及其描述思考振子為什么會做往復(fù)運(yùn)動？振子位移方向和回復(fù)力的方向有什么特點(diǎn)？如果質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置

(即與位移方向相反),質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動.即回復(fù)力滿足F=-kx

的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動.注意：對一般的簡諧運(yùn)動,由于回復(fù)力不一定是彈簧的彈力,所以k不一定是勁度系數(shù)而是回復(fù)力與位移的比例系數(shù).4．簡諧運(yùn)動的動力學(xué)特點(diǎn)一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力如圖所示，某一時刻彈簧振子的