云南孰山彝族自治县高中物理机械振动113简谐运动的回复力和能量新人教版.pptx
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1、问题一:我们学过哪些运动及其受力如何?问题一:我们学过哪些运动及其受力如何?直线和曲线直线和曲线运动运动受力特点受力特点力大小变化情况力大小变化情况与速度的方向关系与速度的方向关系匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速曲线运动匀变速曲线运动匀速圆周运动匀速圆周运动F合合的方向与速度的方向与速度在一条直线上在一条直线上F合合的方向与速度的方向与速度方向有一夹角方向有一夹角F合合的方向与速度的方向与速度方向始终垂直方向始终垂直问题二:问题二:物体的运动跟它的受力有关,振动的受力物体的运动跟它的受力有关,振动的受力有何特点呢?有何特点呢?F合合的方向与速度的方向与速度在一条直线上
2、在一条直线上 观察弹簧振子的运动,弹簧振子为什么这样运观察弹簧振子的运动,弹簧振子为什么这样运动?动?想一想想一想OAB(请点击小球)(请点击小球)振子到达平衡位置时,由于惯性继续运动。振振子到达平衡位置时,由于惯性继续运动。振子离开平衡位置,由于弹簧对它有指向平衡位置子离开平衡位置,由于弹簧对它有指向平衡位置的力而作加速或减速运动。的力而作加速或减速运动。振动形成原因:振动形成原因:1.回复力:回复力:物体所受的力方向总是指向平衡位物体所受的力方向总是指向平衡位置,使物体回到平衡位置的力。置,使物体回到平衡位置的力。一、简谐运动的回复力一、简谐运动的回复力怎样理解回复力这个概念?怎样理解回复
3、力这个概念?(1)回复力是产生振动的必要条件。)回复力是产生振动的必要条件。(2)提供回复力的可以是某个力,也可以是)提供回复力的可以是某个力,也可以是某个力的分力,还可以是几个力的合力。某个力的分力,还可以是几个力的合力。F=k x 回复力回复力劲度系数劲度系数位移位移 2.振动的位移(振动的位移(x):):方向由平衡位置起背离平方向由平衡位置起背离平衡位置。回复力的方向与振子的位移方向始终相反。衡位置。回复力的方向与振子的位移方向始终相反。物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力作用下振动。并且总指向平衡位置的回复力作用下振动。
4、3.简谐运动:简谐运动:F=kx回复力回复力位移位移比例系数比例系数(“”表示回复力与位移的方向相反)表示回复力与位移的方向相反)音叉的振动可以看成是简谐运动音叉的振动可以看成是简谐运动 在劲度系数为在劲度系数为k,原长为,原长为L0的固定于一点的弹簧的固定于一点的弹簧下端挂一质量为下端挂一质量为m的小物块,释放后小物块做上下振的小物块,释放后小物块做上下振动,此时弹簧没有超出弹性限度,小木块的振动是动,此时弹簧没有超出弹性限度,小木块的振动是简谐运动吗?简谐运动吗?想一想想一想 如图所示,振子的平衡位置为如图所示,振子的平衡位置为o,向下方向为正方向,此时弹簧的形,向下方向为正方向,此时弹簧
5、的形变为变为x0,根据胡克定律及平衡条件有,根据胡克定律及平衡条件有 mg-kx0=0 当振子向下偏离平衡位置为当振子向下偏离平衡位置为x时,时,回复力(即合外力)为:回复力(即合外力)为:F=mg-k(x0+x)两式联立可以得两式联立可以得F=-kx,物体振动,物体振动时的回复力符合简谐运动的条件。时的回复力符合简谐运动的条件。即竖直方向的弹簧振子是简谐运即竖直方向的弹簧振子是简谐运动。动。x0o正正方方向向判断是否做简谐运动的依据判断是否做简谐运动的依据F=kx归纳归纳简谐运动的运动规律简谐运动的运动规律加速度加速度 加速度随位移的变化而变化,所以简谐运动加速度随位移的变化而变化,所以简谐
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