11.3 简谐运动的回复力和能量4

null11.3 简谐运动的回复力和能量11.3 简谐运动的回复力和能量nullnull 一、简谐运动的回复力1.定义:2.特点:按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置 使振子回到平衡位置的力3、回复力来源：振动方向上的合外力null 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 F回=–kx5.简谐运动的运动学特点null6、 简谐运动中的各个物理量变化规律OA向左减小向右增大向右减小动能增大 势能减小B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 0 0向右最大 0 0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null（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。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 简谐运动是变加速运动null二.简谐运动的能量 简谐运动的能量与振幅有关，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。null判断物体是否做简谐运动的： （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？证明: 竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动证明: 竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动证明： 1、找平衡位置 2、找回复力 3、找F=kx 4、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)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)练习1:做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是 （ ）练习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Bnull2、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是 （ ） A．速度、加速度、动能 B．加速度、回复力和位移 C．加速度、动能和位移 D．位移、动能、回复力BCD3、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（ ） 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（ ） 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CD4、关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有 （ ）4、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 ABCnull5．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2sBCnull1.弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是： A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零 B．振子做减速运动，加速度却在增大 C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反 D．振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反3.一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,其中有两个时刻弹簧振子的弹力大小相等,但方向相反,则这两个时刻振子的 A．速度一定大小相等,方向相反 B．加速度一定大小相等,方向相反 C．位移一定大小相等,但方向不一定相反 D．以上三项都不一定大小相等方向相反 ABDABDB