2017高中物理第11章3节简谐运动回复力和能量课件新人教版选修.pdf

·物理 人教版 ·选修3-4 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 第十一章 机械振动 第十一章 第三节 简谐运动的回复力和能量 1 学习目标定位 4 重点难点突破 2 课堂情景切入 5 考点题型设计 3 知识自主梳理 6 课 时 作 业 学习目标定位 ※ 掌握简谐运动中回复力的特点 对水平弹簧振子能定量的说明弹性势能与 ※ 动能的转化 课堂情景切入 做圆周运动的物体总是围着中心转而不是沿直线飞出去， 因为它受到了向心力的作用。 做简谐运动的物体总是以平衡位置为中心往复振动。 它的受力又有何 “与众不同”之处呢？ 知识自主梳理 简谐运动的回复力 1. 简谐运动的动力学定义 如果 质点 所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成 正比，并且总是指向平衡位置 ，质点的运动就是简谐运动。 2. 回复力 项目 内容 定义 振动质点受到的总能使其回到 平衡位置 的力 方向 总是指向 平衡位置 表达式 F ＝ －kx 效果 总是要把物体拉回到 平衡位置 简谐运动的能量 1．振动系统的状态与能量的关系 (1)振子的速度与动能：速度不断 变化 ，动能也在不断 变化 。 (2)弹簧形变量与势能：弹簧形变量在 变化 ，因而势能也 在 变化 。 2 ．简谐振动的能量 振动系统的能量一般指振动系统的机械能。振动的过程就 是动能和势能互相转化的过程。 (1)在最大位移处，势能 最大， 动能 为零； (2)在平衡位置处， 动能 最大， 势能 最小； (3) 在简谐运动中 ，振动系统的机械能守恒 (选填 “守 恒”或 “减小”) ，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因 此简谐运动是一种理想化的模型。 3 ．决定能量大小的因素 振动系统的机械能跟 振幅 有关， 振幅 越大，机械能就 越大 ，振动越强 。对于一个确定的简谐运动是 等幅 (选填 “等幅”或 “减幅”)振动。 重点难点突破 一、回复力 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 (1)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 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。 (2)加速度特点： F k 根据 第二定律，a ＝ ＝－ x ，表明弹簧振子做简谐 m m 振动时振子的加速度大小也与位移大小成正比，加速度方向与 位移方向相反。 特别提醒： (1) 回复力F ＝－kx和加速度a ＝－\f(k,m