高中物理《簡諧運動的力和能量特征》課件1（13張PPT）

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歡迎進入物理課堂 簡諧運動的力和能量特征 回復(fù)力 振動物體偏離平衡位置后 所受到的使它回到平衡位置的力 1 簡諧運動力的特征 回復(fù)力 F kx 說明 式中F為回復(fù)力 x為偏離平衡位置的位移 k是常數(shù) 對于彈簧振子 k是勁度系數(shù) 對于其他物體的簡諧運動 k是別的常數(shù) 負(fù)號表示回復(fù)力與位移的方向總相反 1 回復(fù)力是效果力 它可以是彈力 也可以是其它力 可以是一個力 也可以是幾個力的合力 或是某個力的分力 2 回復(fù)力的方向總是指向平衡位置 回復(fù)力為零的位置就是平衡位置 3 回復(fù)力的方向與位移方向相反 回復(fù)力與振動 注意 彈簧振子的受力與其它的振動都有什么樣的共性 2 簡諧運動特征 1 力的特征 物體離開平衡位置后 總是受到一個方向指向平衡位置 大小與物體離開平衡位置的距離成正比的力的作用 則此物體一定在作簡諧運動 2 運動特征 運動圖象是具有正弦或余弦函數(shù)的規(guī)律 具有周期性 若振子運動到平衡位置右側(cè) 此時受到向左的指向平衡位置的作用力 若振子運動到平衡位置左側(cè) 此時受到向右的指向平衡位置的作用力 振子受力變化 運動中的速度變化 彈力方向與速度方向相同 物體作加速運動 B 彈力方向與速度方向相反 物體作減速運動 物體到達(dá)平衡位置時的速度最大 將振子從B點釋放后在彈簧彈力 回復(fù)力 作用下 振子向左運動 速度加大 彈簧形變 位移 減少 彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為振子的動能 當(dāng)回到平衡位置O時 彈簧無形變 彈性勢能為零 振子動能達(dá)到最大值 這時振子的動能等于它在最大位移處 B點 彈簧的彈性勢能 也就是等于系統(tǒng)的總機械能 在任何一位置上 動能和勢能之和保持不變 都等于開始振動時的彈性勢能 也就是系統(tǒng)的總機械能 總機械能由振幅決定 2 簡諧運動能量的特征 簡諧運動過程分析 全振動 振子從C O A C B C時 就完成了一次全振動 A B是位移最大位置 C是振動中的任意位置 O為平衡位置 無阻力 例題 如圖所示 質(zhì)量為m的物體通過勁度系數(shù)為k的彈簧相連 懸吊在天花板上 現(xiàn)將物體稍向下拉 然后釋放 試判斷物體的振動是否為簡諧運動 解 設(shè)物體靜止時拉伸彈簧長度為x0 又向下拉伸距離為x1 取向豎直向下為正方向 F0 kx0 mg F k x0 x mg kx F回 F mg mg kx mg kx 所以物體的振動是簡諧運動 1 簡諧運動屬于下列哪一種運動 A 勻加速運動B 勻減速運動 C 勻速直線運動 D非勻變速運動 2 做簡諧運動的物體 每次通過同一位置時 一定相同的物理量是 A 速度B 位移C 加速度 回復(fù)力 知識應(yīng)用 3 做簡諧運動的物體 當(dāng)位移為負(fù)值時 以下說法正確的是 速度一定為正值 加速度一定為正值 速度不一定為正值 但加速度一定為正值 速度一定為負(fù)值 加速度一定為正值 速度不一定為負(fù)值 加速度一定為負(fù)值 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全