高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册简谐运动的回复力和能量教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册简谐运动的回复力和能量教学课件ppt，共15页。
一、描述简谐运动的物理量1、振幅A：2、周期T： 频率f： 周期和频率的关系:3、相位：二、简谐运动的表达式
振动物体离开平衡位置的最大距离完成一次全振动所需要的时间单位时间内完成全振动的次数 T=1/f周期性运动的物体在各个时刻所处的不同的状态
F合的方向与速度在一条直线上
F合的方向与速度方向有一夹角
F合的方向与速度方向始终垂直
物体的运动跟它的受力有关，那么简谐运动（弹簧振子）的受力有何特点呢？
根据胡克定律 回复力的大小F回＝k|x| （k为弹簧的劲度系数）
由于力F的方向总是与位移x的方向相反，即总是指向平衡位置。它的作用总是要把物体拉回到平衡位置，所以称为回复力。
作用总是要把物体拉回平衡位置
按力的作用效果命名，可以是一个力也可以是某个力的分力，还可以是几个力的合力
沿振动方向的合力充当回复力，其大小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，即与位移方向相反
4.简谐运动的动力学特点
注意：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，由振动系统决定。
例1.在劲度系数为k，原长为L0的固定于一点的弹簧下端挂一质量为m的小球，释放后小球做上下振动，此过程弹簧没有超出弹性限度，小球的振动是简谐运动吗？
解析：规定向下为正方向
振子在C点受到的弹力为:
判断物体是否做简谐运动的两种方法：
①x-t图像为正弦曲线
②F-x 满足 F=-kx的形式
提示：1.找平衡位置；2.寻找回复力来源；3.推导是否满足F合=-kx
所以，小球的振动是简谐运动
假设木筷离开平衡位置的位移为x，木筷所受的浮力
规定向下为正方向，则木筷所受的回复力
由此可知，木筷的运动是简谐运动。
3.简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大
1.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。
2.物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及E-t图象
从平衡位置开始计时，取向右为正方向
4.速度与时间的关系：位移对时间求导