人教版高中物理选修3-4课件第三节简谐运动的回复力和能量

高中物理课件（金戈铁骑整理制作）1、描述简谐运动的物理量振幅：描述振动强弱；周期和频率：描述振动快慢;相位：描述振动步调.2、简谐运动的表达式：)sin(tAx复习回顾第三节简谐运动的回复力和能量阅读课本P11，完成下列问题1、回复力的定义是什么3、回复力具有什么特点2、回复力的来源是什么1.定义:振动物体受到的总是指向平衡位置,使振动物体回到平衡位置的力.一、简谐运动的回复力回复力是按力的作用效果命名的.2.来源:物体在振动方向上的合力.kxF3.公式:“-”表示回复力方向始终与位移方向相反.kxF(胡克定律)k----弹簧的劲度系数(常量)x----振子离开平衡位置的位移,简称位移,方向总是背离平衡位置.(1)大小:一、简谐运动的回复力(2)方向:总是指向平衡位置.1、物体做简谐运动的条件是什么？2、简谐运动是什么性质的运动？如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。4.简谐运动的动力学特点（条件）F回=–kxmkxa5.简谐运动的运动学特点简谐运动是变加速运动分析总结：结合下图完成下表AA－OOO－BBxvF、a动能势能总机械能向左减小向右增大向右减小动能增大势能减小向右增大向右减小向左增大动能减小势能增大不变向左最大向右最大00向右最大00向右最大向左最大动能最大势能为0动能为0势能最大动能为0势能最大OBA（1）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。（2）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。两点结论：简谐运动是变加速运动二.简谐运动的能量简谐运动的能量由劲度系数和振幅决定.劲度系数越大,振动的能量越大；振幅越大，振动的能量越大.简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒.如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置0点3cm处的B点，已知小球的质量为1kg，小球离开平衡位置的最大距离为5cm，弹簧的劲度系数为200N/m，求：(1)最大回复力的大小是多少？(2)在B点时小球受到的回复力的大小和方向？(3)此时小球的加速度大小和方向？(4)小球的运动方向怎样？思考OB判断物体是否做简谐运动的方法：（1）根据物体的振动图像去判断（2）根据回复力的规律F=-kx去判断思考题：竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？[例1]证明:竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动证明步骤：1、找平衡位置2、找回复力3、找F=kx4、找方向关系证明:平衡状态时有:mg=kx0当向下拉动x长度时弹簧所受的合外力为F=-k(x+x0)+mg=-kx-kx0+mg=-kx(符合简谐运动的公式)[例2]作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（）A：速度B：位移C：回复力D：加速度BCD小结1、回复力：振动物体受到的总是指向平衡位置,使振动物体回到平衡位置的力.2、简谐运动回复力的特点：它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）。(也是物体做简谐运动的条件）kxF3、简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒.1:做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（）A．速度一定为正值，加速度一定为正值B．速度不一定为正值，但加速度一定为正值C．速度一定为负值，加速度一定为正值D．速度不一定为负值，加速度一定为负值B课堂练习2、当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的（）A．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等B．振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功C．振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供D．振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒CD3、关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（）A．等于在平衡位置时振子的动能B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和D．位移越大振动能量也越大ABC4．如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（）A．t=0时，质点的位移、速度均为零B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零D．质点的振幅为5cm，周期为2sBC