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简谐运动的回复力和能量
【学习目标】1、理解回复力的概念2、会用动力学的方法,分析简谐运动中位移、速度、回复力和加速度的变化规律3、会用能量守恒的观点,分析水平弹簧振子中动能、势能、总能量的变化规律【学习内容】一、简谐运动的回复力1回复力(1)定义:把物体拉回到(2)方向:总是指向(3)表达式:F。。即回复力与物体的位移大小成,负号的力。
表明回复力与位移方向始终相反;k是一个常量,在弹簧振子模型(水平振子、竖直振子)下指弹簧的劲度系数。(4)命名:回复力是根据力的命名的,回复力可以由某一个力提供,也可以
是几个力的合力,还可以是某一力的合力,归纳起来回复力一定等于物体在振动方向上所受的合力,如单摆等。任务:1)分析单摆的回复力2)分析下面三个图中的回复力分别是什么力提供的:
O
BA
2简谐运动如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成向,质点的运动就是简谐运动。,并且总是指
分析教材12页2题两个例子的回复力
试证明两个运动均为简谐振动判断物体是否做简谐运动的方法:
1
f方法(1)根据物体的振动图像去判断(2)根据回复力的规律Fkx去判断
二、简谐运动的能量(并完成课本P11《思考与讨论》)1、简谐运动的能量是指振动系统的机械能,弹簧振子的振动的过程就是互相转化的过程。(1)在最大位移处,(2)在平衡位置处,能最大,能最大,能为零;能最小。和
2、简谐运动的能量与振幅有关,振幅越大,振动的能量越大
水平弹簧振子的总能量:E总EKEPmvm22kA22
3、相对平衡位置对称的两个位置位置动能和弹性势能(相同或不同)例题:已知滑块质量分别为mA、mB,弹簧劲度系数为K,一端固定,另一端和A固定相连,B置于A的粗糙上表面上。水平板光滑。静止时弹簧处于原长,现让AB共同振动起来。1)AB共同做简谐振动的回复力是哪个力?B做简谐振动的回复力是哪个力?2)AB共同做简谐振动的周期多大?3)若AB共同振动的振幅为A则B与A之间动摩擦因数最小多大?【学习检测】例1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、回复力变式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r