《湖北省丹江口市高中物理 第十一章 机械振动 11.3 简谐运动的回复力和能量课件 新人教版选修34》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖北省丹江口市高中物理 第十一章 机械振动 11.3 简谐运动的回复力和能量课件 新人教版选修34（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、提问提问: :1.1.简谐运动的位移的物理含义是什么简谐运动的位移的物理含义是什么? ?怎么表示怎么表示? ?2.2.在弹簧振子一个周期的振动中在弹簧振子一个周期的振动中, ,振子的合力怎振子的合力怎么变化么变化? ?方向有什么特点方向有什么特点? ?不论在什么位置不论在什么位置(平衡位置除外平衡位置除外),物体所受合物体所受合力均指向平衡位置力均指向平衡位置,作用是使物体回到平衡作用是使物体回到平衡位置位置,称为称为回复力回复力.一一. .回复力回复力1.1.意义意义: :振动物体在振动方向的合力振动物体在振动方向的合力2.2.特点特点:F=:F=KxKx K K为振动系统的振动系数，在不同
2、的振动系统中具体为振动系统的振动系数，在不同的振动系统中具体含义不同。含义不同。 x x为质点相对平衡位置的位移，有具体方向。为质点相对平衡位置的位移，有具体方向。3.3.振子在振动方向所受合力如果大小与振子相对振子在振动方向所受合力如果大小与振子相对平衡位置的位移成正比，方向与位移始终相反，平衡位置的位移成正比，方向与位移始终相反，这样的振动是简谐运动。这样的振动是简谐运动。证明以下几个物体为谐振子。证明以下几个物体为谐振子。1.1.证明漂浮在水面的木块为谐振子。证明漂浮在水面的木块为谐振子。 （已知（已知水水，木木，木块的横截面积，木块的横截面积S S）2.2.竖直悬挂的弹簧振子（已知弹簧
3、的劲度系数竖直悬挂的弹簧振子（已知弹簧的劲度系数K)K)引申：悬挂在光滑斜面上的弹簧振子引申：悬挂在光滑斜面上的弹簧振子（已知弹簧的劲度系数（已知弹簧的劲度系数K)K)Look at the 黑板！黑板！体会：体会：1.回复力可以由振动方向的一个力充回复力可以由振动方向的一个力充当，也可能是振动方向的合力！当，也可能是振动方向的合力！2.垂直振动方向的受力与振动无关。垂直振动方向的受力与振动无关。如图的弹簧振子的振动为简谐运动，位移时间如图的弹簧振子的振动为简谐运动，位移时间关系为关系为xAsint，而回复力，而回复力FKx，所以有，所以有 FKA sint=Fm sint思考：回复力与时间的
4、关系？思考：回复力与时间的关系？二二. .简谐运动的能量简谐运动的能量问题问题：已知轻质弹簧的劲度系数为：已知轻质弹簧的劲度系数为K K，振幅为，振幅为A A。求：。求：1.1.振子的最大速度；振子的最大速度；2.2.振子系统的机械能振子系统的机械能E E。3.3.系统的机械能（能量）在振动过程中有何特点？系统的机械能（能量）在振动过程中有何特点？这两个简谐运动系统这两个简谐运动系统的能量指什么能量的能量指什么能量?二二. .简谐运动的能量简谐运动的能量1.1.简谐运动系统的机械能守恒简谐运动系统的机械能守恒, , 动能和势能之间互相动能和势能之间互相 转化转化. .2.2.机械能机械能E=E
5、KE=EKm m=E=EPmPm3.3.实际振动中系统机械能会不断减少实际振动中系统机械能会不断减少, ,所以简谐运动是所以简谐运动是理性化理性化的振动的振动. .* *4.4.动力学物理量周期和能量变化的周期动力学物理量周期和能量变化的周期 例例1、如图，轻弹簧的劲度系数、如图，轻弹簧的劲度系数k=40N/m，物，物体体A的质量的质量mA=0.1kg,物体物体B的质量的质量mB=0.2kg，两物块间接触水平，最大静摩擦力两物块间接触水平，最大静摩擦力F=2.0N，为，为使两物体在光滑水平面上一起做简谐运动，它使两物体在光滑水平面上一起做简谐运动，它们之间不发生相对滑动，振动的最大振幅应为们之
6、间不发生相对滑动，振动的最大振幅应为多大？多大？BA分析 已知：已知：k=40N/m， mA=0.1kg， mB=0.2kg, F=2.0N, 问问A=?BAA的最大加速度：的最大加速度：A、B一起做简谐运动的最大加速度：一起做简谐运动的最大加速度：最大回复力：最大回复力：最大振幅：最大振幅：aA=F/mA=20m/s2a=aA=20m/s2F=(mA+ mB)a=6NA=F/k=0.15m 例题例题2. 2. 如图，质量为如图，质量为m m的物体的物体A A放置在质量放置在质量为为M M的物体的物体B B上，上，B B与弹簧相连，它们一起在光滑与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中，水平面上做简谐运动，振动过程中，A A、B B间无间无相对运动，设弹簧的劲度系数为相对运动，设弹簧的劲度系数为k k，物体离开平，物体离开平衡位置的最大位移为衡位置的最大位移为A A时，则时，则A,BA,B之间的动摩擦之间的动摩擦因数应满足什么条件因数应满足什么条件? ?BA=KA/(=KA/(M+m)gM+m)g
