高中物理 113《簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量》課件 新人教版選修3-4.ppt

1、第十一章 機(jī)械振動,第三節(jié) 簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量,1、知道簡諧運(yùn)動的回復(fù)力特點(diǎn)及回復(fù)力的來源。 2、對水平的彈簧振子，能定量地說明彈性勢能與動能的轉(zhuǎn)化； 3、知道振幅越大，振動的能量(總機(jī)械能)越大； 4、知道在什么情況下可以把實(shí)際發(fā)生的振動看作簡諧運(yùn)動（簡諧運(yùn)動的兩種判斷方法）。,學(xué)習(xí)目標(biāo),閱讀課文7分鐘完成以下問題： 1、以水平的彈簧振子為例說明做簡諧運(yùn)動的物體，為什么可以來回往復(fù)運(yùn)動？ 2、什么叫做回復(fù)力？ 3、以水平的彈簧振子為例說明做簡諧運(yùn)動的物體的能量變化規(guī)律。 4、完成課本思考與討論的表格填空。,自學(xué)指導(dǎo),一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力,1、定義:,2、特點(diǎn):,按力的作用效果命名，方向始

2、終指向平衡位置,使振子回到平衡位置的力,3、回復(fù)力來源：,振動方向上的合外力,如果質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且始終指向平衡位置（即與位移方向相反）,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動。 即回復(fù)力滿足F= -kx 的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動,4、簡諧運(yùn)動的動力學(xué)特點(diǎn),“” 表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反.,注意： 對一般的簡諧運(yùn)動,由于回復(fù)力不一定是彈簧的彈力,所以k不一定是勁度系數(shù)而是回復(fù)力與位移的比例系數(shù).,5、簡諧運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特點(diǎn),二、簡諧運(yùn)動的能量,簡諧運(yùn)動的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動的能量越大,簡諧運(yùn)動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒。,6、

3、 簡諧運(yùn)動中的各個(gè)物理量變化規(guī)律,減小,增大,減小,動能增大 勢能減小,增大,減小,增大,動能減小 勢能增大,不變,最大,最大,0,0,最大,0,0,最大,最大,動能最大 勢能為0,動能為0 勢能最大,動能為0 勢能最大,判斷物體是否做簡諧運(yùn)動的方法： （1）根據(jù)物體的振動圖像去判斷 （2）根據(jù)回復(fù)力的規(guī)律F=-kx去判斷,思考題： 豎直方向振動的彈簧振子所做的振動是簡諧運(yùn)動嗎？,證明:豎直懸掛的彈簧振子做簡諧運(yùn)動,證明步驟： 1、找平衡位置 2、找回復(fù)力 3、找F=-kx 4、找方向關(guān)系,證明:平衡狀態(tài)時(shí)有: mg=-kx0當(dāng)向下拉動x長度時(shí)彈簧所受的合外力為F=-k(x+x0)+mg =-

4、kx-kx0+mg =-kx(符合簡諧運(yùn)動的公式),1、做簡諧運(yùn)動的物體，當(dāng)位移為負(fù)值時(shí)，以下說法正確的是 （ ）,A速度一定為正值，加速度一定為正值 B速度不一定為正值，但加速度一定為正值 C速度一定為負(fù)值，加速度一定為正值 D速度不一定為負(fù)值，加速度一定為負(fù)值,B,當(dāng)堂檢測,2、在簡諧運(yùn)動中，振子每次經(jīng)過同一位置時(shí)，下列各組中描述振動的物理量總是相同的是 （ ） A速度、加速度、動能 B加速度、回復(fù)力和位移 C加速度、動能和位移 D位移、動能、回復(fù)力,BCD,3、當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運(yùn)動時(shí)，下列說法正確的（ ）,A振子在振動過程中，速度相同時(shí)，彈簧的長度一定相等 B振子從最低點(diǎn)向

5、平衡位置運(yùn)動過程中，彈簧彈力始終做負(fù)功 C振子在振動過程中的回復(fù)力由彈簧的彈力和振子的重力的合力提供 D振子在振動過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒,CD,4、關(guān)于彈簧振子做簡諧運(yùn)動時(shí)的能量，下列說法正確的有 （ ）,A等于在平衡位置時(shí)振子的動能 B等于在最大位移時(shí)彈簧的彈性勢能 C等于任意時(shí)刻振子動能與彈簧彈性勢能之和 D位移越大振動能量也越大,ABC,5、如圖是質(zhì)點(diǎn)做簡諧振動的圖像，由此可知（ ） At=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移、速度均為零 Bt=1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為正向最大，速度為零，加速度為負(fù)向最大 Ct=2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，速度為負(fù)向最大值，加速度為零 D質(zhì)點(diǎn)的振幅為5cm，周期為2s,BC,簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量 小結(jié),一、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力,F=-kx,1.回復(fù)力:振動物體受到的總是指向平衡位置的力.,是物體在振動方向上的合外力.,二.簡諧運(yùn)動的能量,簡諧運(yùn)動中動能和