高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动3 简谐运动的回复力和能量教学演示ppt课件

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物体做简谐运动时，所受的合力有什么特点？
1.定义：使振子回到平衡位置的力。
2.特点：按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置。
3.回复力来源：振动方向上的合外力。
简谐运动中的各个物理量变化规律
简谐运动是变加速运动
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。
简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。
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：
（1）根据物体的振动图像去判断
【例题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
【例题2】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
【例题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
【例题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
3．图为某物体做简谐运动的图像，在0~1.5s范围内回答下列问题。（1）哪些时刻物体的回复力与0.4s时的回复力相同？（2）哪些时刻物体的速度与0.4s时的速度相同？（3）哪些时刻的动能与0.4s时的动能相同？（4）哪段时间的加速度在减小？（5）哪段时间的势能在增大？
1．简谐运动 如果质点所受的力与它偏离平衡位置 的大小成 ，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。 2．回复力 使振动物体回到 的力。 3．回复力的方向 总是指向 。 4．回复力的表达式 F＝ 。即回复力与物体的位移大小成 ， “－”表明回复力与位移方向始终 ，k是一个常数，由简谐运动系统决定。
1．振动系统（弹簧振子）的状态与能量的对应关系： 弹簧振子运动的过程就是 和 互相转化的过程。 （1）在最大位移处， 最大， 为零。 （2）在平衡位置处， 最大， 最小。 2．简谐运动的能量特点：在简谐运动中，振动系统的机械能 ，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种 的模型。