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1、第三节第三节 简谐运动的回复力和能量简谐运动的回复力和能量昌吉州第二中学昌吉州第二中学 吕吕 兰兰活动一：观察实验，复习总结振动物体的运动特点:物体来回运动活动二：水平弹簧振子在A 、B之间振动的过程中速度和所受力的关系： x v F 动能动能势能势能总机总机械能械能向左向左减小减小向右增大向右增大向右向右减小减小动能增大动能增大势能减小势能减小向右向右增大增大向右减小向右减小向左向左增大增大动能减小动能减小势能增大势能增大不变不变过程过程A OO BB OO A向右减小向右减小向左向左增大增大向左减小向左减小动能增大动能增大势能减小势能减小向左向左增大增大向左减小向左减小向右向右增大增大动能
2、减小动能减小势能增大势能增大根据以上的分析在学案上完成下列问题：1、画出振子经过M、O、N时的速度方向和所受的力。2、讨论O点水平方向不受力，为什么会向右运动？振子为什么又回到O点？ MON 思考思考1:弹簧振子为什么会做往复运动弹簧振子为什么会做往复运动?答答:1.存在存在力力;惯性惯性.思考思考2:这个力有什么作用效果这个力有什么作用效果?2.总是振子回到平衡总是振子回到平衡位置位置.1、定义定义:振动物体受到的振动物体受到的总是指向平衡位置总是指向平衡位置的的力力. 一、简谐运动的回复力一、简谐运动的回复力3 、特点：、特点：回复力是回复力是按力的按力的作用效果作用效果命名的。命名的。
3、方向总指向平衡位置。方向总指向平衡位置。2、来源、来源:物体在振动方向上的物体在振动方向上的合力合力。活动三：活动三：弹簧振子振动时，回复力与位移有什么关系？弹簧振子振动时，回复力与位移有什么关系？1、画出振子经过画出振子经过M、N点时的位移。点时的位移。MON 3、探究、探究F与与X大小的关系？（两人一组讨论）大小的关系？（两人一组讨论）2、以、以M 、O、 N三点为例找一找三点为例找一找F与与X的方向的方向关系？关系？ 如果质点所受的如果质点所受的回复力回复力与它偏离平衡与它偏离平衡位置的位置的位移大小成正比位移大小成正比，并且始终指向平，并且始终指向平衡位置（即与衡位置（即与位移方向相反
4、位移方向相反）, ,质点的运质点的运动就是简谐运动。动就是简谐运动。二、简谐运动的动力学特点二、简谐运动的动力学特点 F=kxF=kx判断一个振动系统是简谐运动有两种判断一个振动系统是简谐运动有两种方法：方法：1、位移位移和和时间时间关系。关系。2、力力与与位移位移的关系。的关系。总结：总结： 1、振动形成的原因是、振动形成的原因是回复力和惯性共回复力和惯性共同作用同作用的结果。振动物体都具有的结果。振动物体都具有能量能量 ，能，能量大小与量大小与振幅振幅有关。有关。 2、对于简谐运动系统获得能量，振动、对于简谐运动系统获得能量，振动起来，总能量起来，总能量保持不变保持不变，只是发生，只是发生
5、动能动能和和势势能能的相互转化。的相互转化。 3、对于一个实际振动系统，由于受到阻、对于一个实际振动系统，由于受到阻尼，能量尼，能量逐渐减少逐渐减少，所以最后停下来了。，所以最后停下来了。简谐运动是一种理想模型。简谐运动是一种理想模型。 如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置平衡位置右侧，距平衡位置0点点3cm处的处的B点，已点，已知小球的质量为知小球的质量为1kg，小球离开平衡位置的最大，小球离开平衡位置的最大距离为距离为5cm，弹簧的劲度系数为，弹簧的劲度系数为200N/m，求：，求：(1)最大回复力的大小是多少？最大回复力的大小是多少？(2)在在B点时小球受到的回复力的大小和方向？点时小球受到的回复力的大小和方向？(3)此时小球的加速度大小和方向？此时小球的加速度大小和方向？(4)小球的运动方向怎样？小球的运动方向怎样？思考思考OB
