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(共17张PPT)
简谐运动的
回复力和能量
力决定了物体的运动状态
力决定了物体的运动状态
直线和曲线
我们学过哪些运动形式及其受力如何？
力决定了物体的运动状态
直线和曲线
运动 受力特点
力大小变化情况 与速度的方向关系
匀速直线运动
匀变速直线运动
匀变速曲线运动
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
我们学过哪些运动形式及其受力如何？
力决定了物体的运动状态
圆周运动
匀速圆周运动
向心力的方向与速度方向始终垂直
圆周运动
向心力
按效果命名
物体做简谐运动时所受的合力有什么特点呢？
弹簧振子
物体做简谐运动时的所受的合力有什么特点呢？
1.概念:
2.特点:
方向始终指向平衡位置
使振子回到平衡位置的力
3、回复力来源：
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。
简谐运动的回复力
回复力
简谐运动的回复力与位移的关系
1、方向关系：
回复力的方向总是与振子偏离平衡位置的位移方向相反
2、大小关系：
根据胡克定律，F回＝k|x|
F回=kx
k是一个比例常数
简谐运动的动力学特点
F回=kx
简谐运动的运动学特点
简谐运动的定义
如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置，则质点所做的运动叫做简谐运动。
简谐运动是变加速运动
例题1、证明：光滑斜面上的小球连在弹簧上，把原来静止的小球沿斜面拉下一段距离后释放，小球的运动是简谐运动。
【证明】
如图，设小球静止时弹簧的伸长量为x0
则 kx0=mgsinθ
以小球静止为止为坐标原点，沿斜面向下为x轴正方向，建立一维坐标系
再往下拉后弹簧相对于静止位置伸长x时，物体的回复力
F = -k(x0+x)+mgsinθ = -kx，
由此可判定物体是做简谐运动。
【方法技巧】
判断物体的振动是否为简谐运动的方法
(1)确定平衡位置，规定正方向(一般规定位移的方向为正)，建立一维坐标系；
(2)让质点沿振动方向偏离平衡位置的位移为x；
(3)对物体进行受力分析；
(4) 求出指向平衡位置的合力(回复力)，判断是否符合F=-kx。
简谐运动的定义
0
x
简谐运动的定义
例题2、
解析：由题意可知，A、B分别在平衡位置的两侧，设A点离平衡位置x1 cm，B点离平衡位置x2 cm，
在A点： kx1＝ma1
在B点： kx2＝ma2
两式相除得：
又 x1＋x2＝10 cm
得 x1＝4 cm，x2＝6 cm。
A
B
O
x1
x2
A A－O O O－B B
x
v
F、a
动能 势能
总机械能
向左减小
向右增大
向右减小
动能增大
势能减小
向右增大
向右减小
向左增大
动能减小
势能增大
不变
向左最大
向右最大
0
0
向右最大
0
0
向右最大
向左最大
动能最大
势能为0
动能为0
势能最大
动能为0
势能最大
简谐运动的能量
简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大
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。
物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及E-t图象
t
E
0
机械能
势能
动能
A
B
O
简谐运动的能量
例题3、下图所示为一弹簧振子的振动图象,在A、B、C、D、E、F各时刻中:
(1)哪些时刻振子有最大动能
(2)哪些时刻振子有相同速度
(3)哪些时刻振子有最大势能
(4)哪些时刻振子有相同的最大加速度
简谐运动的能量
O
B
A
P
x
例题4、在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，不变的物理量（ ）
A．速度
B、位移
C．回复力
D、加速度
E、动能
F、动量
G、机械能
简谐运动的能量
BCDEG
小结
1．回复力：使振动物体回到平衡位置的力.
2．简谐运动定义：如果质点所受的回复力与它的偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。
5．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.
3．简谐运动回复力的特点：
4．简谐运动的运动性质：

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