《简谐运动的回复力和能量》课件.pptx
《简谐运动的回复力和能量》;学习目标;知识导图;预习导学|新知领悟;1．回复力
(1)定义：振动质点受到的总能使其回到__________的力．
(2)方向：指向____________．
(3)表达式：F＝________.
2．简谐运动的动力学特征
如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成________，并且总是指向____________，质点的运动就是简谐运动．;
1．公式F＝－kx中的k是否就是指弹簧的劲度系数？
【答案】不一定．做简谐运动的物体，其回复力特点为F＝－kx，这是判断物体是否做简谐运动的依据，但k不一定是弹簧的劲度系数．
2．弹簧振子从平衡位置到达最大位移处的过程中，回复力如何变化？从最大位移处向平衡位置运动的过程中呢？
【答案】由回复力F＝－kx可知：从平衡位置到达最大位移处的过程中，回复力逐渐增大，方向一直指向平衡位置．从最大位移处向平衡位置运动的过程中，回复力逐渐减小，方向一直指向平衡位置．; (多选)弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中 ()
A．振子所受的回复力逐渐增大
B．振子的位移逐渐减小
C．振子的速度逐渐减小
D．振子的加速度逐渐减小
【答案】BD
;1．振动系统(弹簧振子)的状态与能量的对应关系
弹簧振子运动的过程就是________和________互相转化的过程．
(1)在最大位移处，________最大，________为零．
(2)在平衡位置处，________最大，________最小．
2．简谐运动的能量特点
在简谐运动中，振动系统的机械能________，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种________的模型．;
1．振子经过同一位置时，位移、回复力、加速度、速率、动能各物理量的关系如何？
【答案】振子经过同一位置时，位移、回复力、加速度、速率、动能一定相同，但速度不一定相同，方向可能相反．;2．振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P′时各物理量的关系如何？
【答案】位移、回复力、加速度大小相等，方向相反，动能、势能相等，速度大小相等，方向可能相同也可能相反，且振子往复通过一段路程(如OP)所用时间相等，即tOP＝tPO.; (多选)如图所示是某一质点做简谐运动的图像，下列说法正确的?? ()
A．在第1s内，质点速度逐渐增大
B．在第2s内，质点速度逐渐增大
C．在第3s内，动能转化为势能
D．在第4s内，动能转化为势能
【答案】BC;
【解析】质点在第1s内，由平衡位置向正向最大位移处运动，做减速运动，A错误；在第2s内，质点由正向最大位移处向平衡位置运动，做加速运动，B正确；在第3s内，质点由平衡位置向负向最大位移处运动，动能转化为势能，C正确；在第4s内，质点由负向最大位移处向平衡位置运动，加速度减小，速度增大，势能转化为动能，D错误．
;多维课堂|素养初培;如图为水平弹簧振子的模型．
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问题
(1)振子在运动过程中所受的合力有什么特点？
(2)振子所受的合力产生了什么效果？
【答案】(1)振子所受的合力总是指向平衡位置．
(2)合力的效果总是把振子拉回到平衡位置．;1．回复力的来源
(1)回复力是指将振动的物体拉回到平衡位置的力，是按照力的作用效果来命名的，分析物体的受力时，不分析回复力．
(2)回复力可以由某一个力提供(如弹力、摩擦力等)，也可能是几个力的合力，还可能是某一力的分力，归纳起来回复力一定等于物体在振动方向上所受的合力．
;2．简谐运动的回复力
表达式：F＝－kx.
(1)由F＝－kx知，简谐运动的回复力大小与振子的位移大小成正比，回复力的方向与位移的方向相反，即回复力的方向总是指向平衡位置．
(2)公式F＝－kx中k指的是回复力与位移间的比例系数，而不一定是弹簧的劲度系数，系数k由振动系统自身决定．
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素养点评：本探究通过简谐运动回复力的研究，培养“物理观念”素养．
;对回复力的理解
精练1物体做简谐运动时，下列叙述正确的是 ()
A．平衡位置就是回复力为零的位置
B．处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态
C．物体到达平衡位置，合力一定为零
D．物体到达平衡位置，回复力不一定为零
【答案】A
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【解析】由回复力及平衡位置的定义可知，振子处于平衡位置时回复力为零，A正确，D错误；物体在平衡位置时，物体不一定处于平衡状态，平衡位置是回复力等于零的位置，但物体所受合力不一定为零，B、C错误．
;变式1对于弹簧振子的回复力与位移的关系图像，下列图像中正确的是 ()
【答案】C
【解析】根据公式F＝－kx，可判断回复力与位移的关系图像是一条直线，斜率为负值，C正确．;回复力的分析和计算
精练2如图所示，分析做简谐运