《简谐运动的回复力和能量》优课一等奖课件.pptx

1、202X简谐运动的回复力和能量简谐运动的回复力和能量OABOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOBCDA物体做简谐运动时物体做简谐运动时，所所受的合力有什么特点？受的合力有什么特点？OAB一、简谐运动的回复力一、简谐运动的回复力OAB一、简谐运动的回复力一、简谐运动的回复力1.定义：使振子回到平衡位置的力。2.特点：按力的作用效果作用效果命名，方向方向始终指向始终指向平衡位置。平衡位置。3.回复力来源：振动方向上的合外力。AAOOAOB动能动能势能势能OAB简谐运动中的各个物理量变化规律简谐运动中的各个物理量变化规律二、简谐运动的能量二、简谐运动的能量向左最大

2、向左最大向左减小向左减小向右最大向右最大向右最大向右最大0向右最大向右最大向右增大向右增大向右减小向右减小00向右增大向右增大向右减小向右减小向左增大向左增大0向左最大向左最大0增大增大最大最大减小减小0最大最大减小减小0增大增大最大最大 简谐运动简谐运动是变加速运动是变加速运动二、简谐运动二、简谐运动的能量的能量 简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以二、简谐运动的能量二、简谐运动的能量 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，即机械机械能守恒能守恒。 简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越振幅越大，振动的能量越大大。机械能势能动能二、简谐运动的

3、能量二、简谐运动的能量 竖直竖直方向振动的弹簧振子所做的方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动振动是简谐运动吗？吗？判断物体是否做简谐运动的方法：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）根据物体的振动图像去判断【例题例题1】做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（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，加速度一定为负值速

4、度不一定为负值，加速度一定为负值B【例题例题2】在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的相同的是（是（ ） A速度、加速度、动能速度、加速度、动能B加速度、回复力和位移加速度、回复力和位移C加速度、动能和位移加速度、动能和位移D位移、动能、回复力位移、动能、回复力BCD【例题例题3】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（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振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等B振

5、子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功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振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒CD【例题例题4】关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（有（ ）A等于在平衡位置时振子的等于在平衡位置时振子的动能动能B等于在最大位移时弹簧的等于在最大位移时弹簧的弹性势能弹性势能C等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之等于任意时刻振子动能与弹簧

6、弹性势能之和和D位移越大振动能量也越位移越大振动能量也越大大ABC3图为图为某物体做简谐运动的图像某物体做简谐运动的图像，在，在01.5s范围范围内回答下列问题。内回答下列问题。（1）哪些时刻物体的回复力与）哪些时刻物体的回复力与0.4s时时的的回复回复力相同？力相同？（2）哪些时刻物体的速度与）哪些时刻物体的速度与0.4s时时的的速度相同速度相同？（3）哪些时刻的动能与）哪些时刻的动能与0.4s时时的动能的动能相同相同？（4）哪段时间的加速度在减小？）哪段时间的加速度在减小？（5）哪段时间的势能在增大？）哪段时间的势能在增大？一、简谐运动的回复力一、简谐运动的回复力 1简谐运动简谐运动 如果

7、如果质点所受的力与它偏离平衡位置质点所受的力与它偏离平衡位置 的大小成的大小成 ，并且总是指向平衡位置，质点的运，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。动就是简谐运动。 2回复力回复力 使使振动物体回到振动物体回到 的力的力。 3回复力的方向回复力的方向 总是总是指向指向 。 4回复力的表达式回复力的表达式 F 。即回复力与物体的位移大小成。即回复力与物体的位移大小成 ， “”表明回复力与位移方向始终表明回复力与位移方向始终 ，k是一个常数，由简谐运动系统决定是一个常数，由简谐运动系统决定。位移位移正比正比平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置kx正比正比相反相反二、简谐运动二、简谐运动的能

8、量的能量 1振动振动系统（弹簧系统（弹簧振子振子）的）的状态与能量的对应关系状态与能量的对应关系： 弹簧弹簧振子运动的过程就是振子运动的过程就是 和和 互相转化的过程。互相转化的过程。 （1）在）在最大位移处最大位移处， 最大最大， 为零。为零。 （2）在）在平衡位置处，平衡位置处， 最大，最大， 最小。最小。 2简谐运动的能量特点：在简谐运动中，振动系统的简谐运动的能量特点：在简谐运动中，振动系统的机械能机械能 ，而在实际运动中都有一定而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种的能量损耗，因此简谐运动是一种 的模型。的模型。动能动能势能势能势能势能动能动能动能动能势能势能守恒守恒理想化理想化