《簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量》

1、三、振動(dòng)圖像三、振動(dòng)圖像(x-t圖象圖象) 橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)t時(shí)間時(shí)間;縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)x偏離平衡位置的位移偏離平衡位置的位移.位移位移x:總是從平衡位置指向振子位置總是從平衡位置指向振子位置.4、特征值法、特征值法:振幅振幅; 周期周期、頻率頻率; 相位相位. 強(qiáng)弱；強(qiáng)弱； 快慢快慢; 步調(diào)步調(diào). )sin(tAx2、公式法：、公式法：思考思考1:彈簧振子為什么會(huì)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)彈簧振子為什么會(huì)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)?答答:1.存在力存在力; 慣性慣性.思考思考2:這個(gè)力有什么特點(diǎn)這個(gè)力有什么特點(diǎn)?2.總是指向平衡位置總是指向平衡位置.1.定義定義:振動(dòng)物體受到的振動(dòng)物體受到的總是指向平衡位置總是指向平衡位置的力的力

2、. 一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力回復(fù)力是回復(fù)力是按力的按力的作用效果作用效果命名的命名的.2.來源來源:物體在振動(dòng)方向上的物體在振動(dòng)方向上的合力合力.3.公式公式:“-” 表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反.(胡克定律胡克定律)k -彈簧的勁度系數(shù)彈簧的勁度系數(shù)(常量常量)x -振子離開平衡位置的位移振子離開平衡位置的位移,簡稱位移簡稱位移, 方向總是背離平衡位置方向總是背離平衡位置.(1)大小大小: 一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力(2)方向方向: 總是指向平衡位置總是指向平衡位置.F=kxF=kx 如果質(zhì)點(diǎn)所受的如果質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力與回復(fù)力

3、與它偏離平衡位置的它偏離平衡位置的位移大小成正比位移大小成正比，并且總是指向平衡位置，并且總是指向平衡位置 (即與即與位移位移方向相反方向相反),質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng).即即回復(fù)力滿足回復(fù)力滿足F= -kx 的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng). 注意：注意： 對(duì)一般的簡諧運(yùn)動(dòng)對(duì)一般的簡諧運(yùn)動(dòng),由于回復(fù)力不一由于回復(fù)力不一定是彈簧的彈力定是彈簧的彈力,所以所以k不一定是勁度系數(shù)而不一定是勁度系數(shù)而是回復(fù)力與位移的比例系數(shù)是回復(fù)力與位移的比例系數(shù). 一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力4.簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)mkxa5.簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)簡諧運(yùn)動(dòng)的

4、運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn) 一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力 如圖所示，某一時(shí)刻彈簧振子的小球運(yùn)動(dòng)到如圖所示，某一時(shí)刻彈簧振子的小球運(yùn)動(dòng)到平衡位置右側(cè)，距平衡位置平衡位置右側(cè)，距平衡位置0點(diǎn)點(diǎn)3cm處的處的B點(diǎn)，已點(diǎn)，已知小球的質(zhì)量為知小球的質(zhì)量為1kg，小球離開平衡位置的最大，小球離開平衡位置的最大距離為距離為5cm，彈簧的勁度系數(shù)為，彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，求：，求：(1)最大回復(fù)力的大小是多少？最大回復(fù)力的大小是多少？(2)在在B點(diǎn)時(shí)小球受到的回復(fù)力的大小和方向？點(diǎn)時(shí)小球受到的回復(fù)力的大小和方向？(3)此時(shí)小球的加速度大小和方向？此時(shí)小球的加速度大小和方向？(4)小球的運(yùn)動(dòng)方向怎樣？小球的

5、運(yùn)動(dòng)方向怎樣？思考思考OB6.簡諧運(yùn)動(dòng)中簡諧運(yùn)動(dòng)中x F a v的變化規(guī)律的變化規(guī)律OC最大最大向右向右向左向左向右向右最大最大向左向左最大最大向右向右0減小減小增大增大減小減小向左向左減小減小減小減小增大增大向右向右向右向右向右向右000最大最大向右向右增大增大增大增大向左向左向右向右增大增大向左向左減小減小向右向右最大最大向右向右最大最大向左向左最大最大向左向左0減小減小向右向右減小減小減小減小向左向左向左向左增大增大向左向左000最大最大向左向左增大增大增大增大向右向右向左向左振振物理量物理量變變化化規(guī)規(guī)律律子子位位置置簡諧運(yùn)動(dòng)中振子的受力及運(yùn)動(dòng)情況分析簡諧運(yùn)動(dòng)中振子的受力及運(yùn)動(dòng)情況分析

6、簡諧運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向都隨時(shí)間簡諧運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向都隨時(shí)間做周期性的變化，所以做周期性的變化，所以 簡諧運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)簡諧運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng). .思考：在簡諧運(yùn)動(dòng)過程中，振子能量變化情況如何思考：在簡諧運(yùn)動(dòng)過程中，振子能量變化情況如何?OB振振物理量物理量變變化化規(guī)規(guī)律律子子位位置置思考：在簡諧運(yùn)動(dòng)過程中，振子能量變化情況如何？思考：在簡諧運(yùn)動(dòng)過程中，振子能量變化情況如何？OB振振物理量物理量變變化化規(guī)規(guī)律律子子位位置置二二. .簡諧運(yùn)動(dòng)的能量簡諧運(yùn)動(dòng)的能量簡諧運(yùn)動(dòng)的能量由勁度系數(shù)和簡諧運(yùn)動(dòng)的能量由勁度系數(shù)和振幅決定振幅決定.勁度系數(shù)越大勁度系數(shù)越大,振幅振幅越大，振動(dòng)的能量越大越大

7、，振動(dòng)的能量越大. 簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即量保持不變，即機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒. 一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力一、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力F=-kx1.回復(fù)力回復(fù)力:振動(dòng)物體受到的總是指向平衡位置的力振動(dòng)物體受到的總是指向平衡位置的力. .是物體在振動(dòng)方向上的合外力是物體在振動(dòng)方向上的合外力.mkxa二二. .簡諧運(yùn)動(dòng)的能量簡諧運(yùn)動(dòng)的能量 簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)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)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒.2.簡諧運(yùn)動(dòng)簡諧運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)

8、：運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)：思考題：思考題： 豎直方向振動(dòng)的彈簧振子豎直方向振動(dòng)的彈簧振子所做的振動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)嗎所做的振動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)嗎?證明步驟：證明步驟：1.找平衡位置找平衡位置0;2.找回復(fù)力找回復(fù)力F ;3.找找F、x大小關(guān)系大小關(guān)系;4.找找F、x方向關(guān)系方向關(guān)系.BBCDCDABCBC練練1:作簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它作簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時(shí)，一定相每次經(jīng)過同一位置時(shí)，一定相同的物理量是（同的物理量是（ ） A.速度速度 B.位移位移 C.回復(fù)力回復(fù)力 D.加速度加速度BCD練練2:彈簧振子作簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法彈簧振子作簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法正確的是正確的是 ( ) A振子

9、通過平衡位置時(shí)，回復(fù)力一定振子通過平衡位置時(shí)，回復(fù)力一定為零為零B振子做減速運(yùn)動(dòng)，加速度卻在增大振子做減速運(yùn)動(dòng)，加速度卻在增大C振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度方向加速度方向與速度方向相反與速度方向相反D振子遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)振子遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度方加速度方向與速度方向相反向與速度方向相反ABD練練3:如圖所示如圖所示,是一彈簧振子是一彈簧振子,設(shè)向右方設(shè)向右方向?yàn)檎驗(yàn)檎?0為平衡位置，則為平衡位置，則 ( ) AA0位移為負(fù)值，速度為正值位移為負(fù)值，速度為正值B0B時(shí)時(shí),位移為正值位移為正值,加速度為負(fù)值加速度為負(fù)值CB0時(shí)時(shí),位移為負(fù)值位移為負(fù)值,速度為負(fù)值速度為負(fù)值D0A時(shí)時(shí),位移為負(fù)值位移為負(fù)值,加速度為正加速度為正值值 ABD練練4:一個(gè)彈簧振子在光滑的水平面上做一個(gè)彈簧振子在光滑的水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng)簡諧運(yùn)動(dòng),其中有兩個(gè)時(shí)刻彈簧振子的其中有兩個(gè)時(shí)刻彈簧振子的彈力大小相等彈力大小相等,但方向相反但方向相反,則