高中第二节 简谐运动的回复力和能量优质课作业ppt课件

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改如何分析简谐运动之类的复杂运动呢？
所受的弹力总是指向平衡位置
情景：一弹簧振子在平衡位置O点向右运动
请归纳弹簧弹力有什么特点?
所受的合力总是和位移反向
请分析弹簧在不同位置的位移和受力情况。
使振子回到平衡位置的力。
回复力可以是弹力,也可以是其它力(包括摩擦力);可以是某一个力，或几个力的合力,或者某个力的分力。
负号表示回复力方向始终与位移方向相反。
5.回复力是按力的作用效果命名的
5.简谐运动的定义的两种表述：
1、x-t图像为正弦或者余弦曲线
如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。即回复力满足 的运动就是简谐运动。
2、F-x 满足 的形式
对于最简单的水平弹簧振子，回复力一定是弹簧的弹力，k一定是弹簧的劲度系数对一般的简谐运动，由于回复力不一定是弹簧的弹力，所以k不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数。
如图，一弹簧上端固定，劲度系数为k，另一端挂一质量为m的小球，平衡位置时弹簧的形变量为x0，释放后小球做上下运动，弹簧此时没有超出弹性限度，小球的运动是简谐运动吗？其回复力是谁提供的？
平衡位置时弹簧的形变量为x0， 则 mg=kx0当小球向下运动到离平衡位置的距离是x时此时弹力为：F弹=k(x0+x) 回复力：F回=mg-k(x0+x) 得F回=-kx即小球的运动是简谐运动。重力和弹力的合力提供回复力
回复力是按照力的作用效果来命名的。可能是一个力的分力，也可能是几个力的合力。
如图所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是(　　)
A．物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B．物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C．物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力D．物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力
二、简谐运动中各个物理量的变化规律
矢量分析：规定向右为正方向
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是变加速运动；
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；
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。
对弹簧振子来说，k 即为弹簧的劲度系数，m 为小球的质量。可见，弹簧振子做简谐运动的周期仅与小球的质量、弹簧的劲度系数有关，即由弹簧振子本身决定，与其他因素如振幅无关，称为弹簧振子的固有周期。
三、能量（动能和势能）
标量分析：对称位置情况一样
简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。
势能与动能是标量，同一位置必相同，对称位置也必相同。
物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及E-t图象
实际的振动总是要受到摩擦和阻力，因此在振动过程中需要不断克服外界阻力做功而消耗能量（阻尼振动），振幅会逐渐减小，最终停下来。
振子连续两次通过P位置，下列各量哪些是相同的？
位移（ ）回复力（ ）加速度（ ）动能（ ）
势能（ ）速率（ ）速度（ ）
关于振动平衡位置,下列说法正确的是( ) A.是回复力产生的加速度改变方向的位置 B.是回复力为零的位置 C.是速度最大的位置 D.是加速度最大的位置
做简谐运动的物体,其加速度a随位移x的变化规律应是下图中的哪一个( ）
在光滑水平面上有一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k，振子质量为M,振动的最大速度为v0,如图所示，当振子在最大位移为A的时刻把质量为m的物体轻放其上，则: (1)要保持物体和振子一起振动起来，两者间的摩擦因数至少是多少?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (2)一起振动时，两者过平衡位置的速度多大?振幅又是多少?
(1)放物体前最大回复力F=kA,
(2)振动的最大机械能为
弹簧为原长弹性势能为零，有
m和M在最大位移处动能为零,势能最大,且与没放m前相同，所以弹簧的最大形变相同，即振幅仍为A.