,高中物理课件,（金戈铁骑 整理制作）,高中物理课件（金戈铁骑 整理制作）,1,1,、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,1、描述简谐运动的物理量复习回顾,2,第三节 简谐运动的回复力和能量,第三节 简谐运动的回复力和能量,3,阅读课本,P,11,，完成下列问题,1,、回复力的定义是什么,3,、回复力具有什么特点,2,、回复力的来源是什么,阅读课本P11，完成下列问题1、回复力的定义是什么3、回复力,4,1.,定义,:,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,.,一、简谐运动的回复力,回复力是按力的,作用效果,命名的,.,2.,来源,:,物体在振动方向上的,合力,.,1.定义:振动物体受到的总是指向平衡位置,使振动物体回到平,5,3.,公式,:,“-”,表示回复力方向始终与位移方向,相反,.,(,胡克定律,),k,-,弹簧的劲度系数,(,常量,),x,-,振子离开平衡位置的位移,简称,位移,方向总是,背离,平衡位置,.,(1),大小,:,一、简谐运动的回复力,(2),方向,:,总是指向平衡位置,.,3.公式:“-”表示回复力方向始终与位移方向相反.(胡克,6,1,、物体做简谐运动的条件是什么？,思考与讨论：,2,、简谐运动是什么性质的运动？,1、物体做简谐运动的条件是什么？思考与讨论：2、简谐运动是什,7,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（条件）,F,回,=,kx,5.,简谐运动的运动学特点,简谐运动是,变加速,运动,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,8,分析总结：,结合下图完成下表,A,A,O,O,O,B,B,x,v,F,、,a,动能,势能,总机械能,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,O,B,A,分析总结：结合下图完成下表 AAO O O,9,（,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,。,两点结论：,简谐运动是,变加速,运动,（1）当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于v与a的方向一,10,二,.,简谐运动的能量,简谐运动的能量由劲度系数和振幅决定,.,劲度系数越大,振动的能量越大；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,.,二.简谐运动的能量 简谐运动的能量由劲度系数和振幅,11,如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置,0,点,3cm,处的,B,点，已知小球的质量为,1kg,，小球离开平衡位置的最大距离为,5cm,，弹簧的劲度系数为,200N/m,，求：,(1),最大回复力的大小是多少？,(2),在,B,点时小球受到的回复力的大小和方向？,(3),此时小球的加速度大小和方向？,(4),小球的运动方向怎样？,思考,O,B,如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位,12,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,思考题：,竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？,判断物体是否做简谐运动的方法：思考题：,13,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,、找回复力,3,、找,F=kx,4,、找方向关系,例1证明:竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动证明步骤：,14,证明,:,平衡状态,时有,:,mg=kx,0,当,向下拉动,x,长度时弹簧所受的合外力为,F=-k(x+x,0,)+mg=-kx,-kx,0,+mg,=-kx,(,符合简谐运动的公式,),证明:平衡状态时有:mg=kx0当向下拉动x长度时弹簧所,15,例,2,作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（）,A,：速度,B,：位移,C,：回复力,D,：加速度,BCD,例2作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的,16,小结,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,、简谐运动回复力的特点：,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,）。,(,也是物体做简谐运动的条件）,3,、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,.,小结1、回复力：振动物体受到的总是指向平衡位置,使振动物体,17,1:,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,1:做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（,18,2,、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,CD,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（,19,3,、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,ABC,3、关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（,20,4,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,2s,BC,4如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（）BC,21,