第三节 简谐运动的回复力和能量

nullnull1、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：复习回顾null第三节 简谐运动的回复力和能量null 一、简谐运动的动力学特征1.运动学特征:null（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.力学特征:null弹簧振子的回复力:（2）公式:“-” 表示回复力方向始终与位移方向相反.背离平衡位置指向平衡位置k ----(常量 )(胡克定律)（3）来源:物体在振动方向上的合力.（3）来源:物体在振动方向上的合力.回复力是按力的作用效果命名的.null分析总结：结合下图完成下表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 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）当物体靠近平衡位置时，v与a ,v(a)与x ,物体做加速度 的 运动。 （2）当物体远离平衡位置时，v与a ，物体做加速度 的 运动。两点结论：简谐运动是变加速运动同向减小加速反向反向增加减速null3.能量特征： 弹簧振子的能量即最大弹性势能由劲度系数和振幅决定.k越大, A越大,Ep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.练习：做谐振物体经过同一位置时，一定相同的物理量有x、F回、a、v、Ek、Ep、E机null二.简谐运动的判定（条件） 回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比，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。2、运动学特点：1、动力学特征：X-t图像遵循正弦变化null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： 竖直弹簧振子是简谐运动吗？[例1]证明:竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动[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、受力分析 3、找∑F=kx 4、找方向关系证明:平衡状态时受力分析: 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)证明:平衡状态时受力分析: 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)1:做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是 （ ）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（ ） 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 （ ）3、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 ABCnull4．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