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1、高三物理复习之简谐运动的回复力和能量本讲稿第一页，共十四页一、机械振动定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动通常简称振动最简单、最基本的振动是简谐运动复习复习:本讲稿第二页，共十四页二、简谐运动 a、小球可看作质点且阻力忽略不计、小球可看作质点且阻力忽略不计 b、弹簧的质量忽略不计、弹簧的质量忽略不计1、弹簧振子弹簧振子(2)平衡位置（平衡位置（O点）点）:振子静止时所处的位置振子静止时所处的位置.此时弹簧长度为原长此时弹簧长度为原长.(1)理想模型理想模型:(3)简谐运动的位移简谐运动的位移:总是从平衡位置指向振子位置即总是从平衡位置指向振子位置即总是背离平衡位置总是背离平衡位
2、置本讲稿第三页，共十四页一个一个质质点作点作简谐简谐运运动动的振的振动图动图像如像如图图5-15所示所示从从图图中可以看出，中可以看出，该质该质点的振幅点的振幅A=_m，周期周期=_s，频频率率f=_Hz，从，从t=0开始在开始在t=.5s内内质质点的位移点的位移 _，路程，路程=_0.10.42.50.1m0.5m练习练习1：本讲稿第四页，共十四页练习练习：写出振动方程写出振动方程 .X=10sin(2 t)cm本讲稿第五页，共十四页1、一次全振动的过程，就是振动物体、一次全振动的过程，就是振动物体A、从任意位置出发，又回到这个位置、从任意位置出发，又回到这个位置B、从一侧最大偏移位置运动到
3、另一侧最大偏移、从一侧最大偏移位置运动到另一侧最大偏移位置位置C、从某一位置出发，又以同一运动方向回、从某一位置出发，又以同一运动方向回到此位置到此位置D、经历的路程不一定是振幅的四倍、经历的路程不一定是振幅的四倍COBAPx练习练习3：本讲稿第六页，共十四页思考思考: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?1、存在、存在力力。2、惯性惯性思考思考:这个力有这个力有什么特点什么特点?总是指向平衡位置总是指向平衡位置本讲稿第七页，共十四页2、回复力、回复力 振动物体受到振动物体受到总是指向平衡位置总是指向平衡位置的力的力.即即:回复力的公式为回复力的公式为“-”表示回复力方向始终与
4、位移方向相反表示回复力方向始终与位移方向相反。(胡克定律)k-弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数(常量常量)x-振子离开平衡位置的位移振子离开平衡位置的位移,简称简称位移位移,方向方向总是背离平衡位置总是背离平衡位置.大小大小:本讲稿第八页，共十四页3、简谐运动的简谐运动的定义定义：如果质点所受的力与它如果质点所受的力与它 偏离平衡位置的位移大小成正比，偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动质点的运动就是简谐运动.即回即回复力满足复力满足 F=-KX 的运动就是简谐运动的运动就是简谐运动 变加速运动变加速运动、运动规律、运动规律:注意注意：对一
5、般的简谐运动，由于回复力不一定是弹簧的弹力，所以：对一般的简谐运动，由于回复力不一定是弹簧的弹力，所以K不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数不一定是劲度系数而是回复力与位移的比例系数本讲稿第九页，共十四页弹簧的弹力。弹簧的弹力。重力与弹力的合力。重力与弹力的合力。回复力回复力重力沿圆弧方向重力沿圆弧方向的切向分力的切向分力水平放置的弹簧振子在水平放置的弹簧振子在光滑水平面上振动时光滑水平面上振动时竖直吊挂的弹簧竖直吊挂的弹簧振子在竖直平面振子在竖直平面内振动时内振动时单摆做圆弧运动单摆做圆弧运动本讲稿第十页，共十四页 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
6、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O O点点3cm3cm处的处的B B点，已知点，已知小球的质量为小球的质量为1kg1kg，小球离开平衡位置的最大距离为，小球离开平衡位置的最大距离为5cm5cm，弹簧的劲度系数为，弹簧的劲度系数为200N/m200N/m，求：，求：（1 1）最大回复力的大小是多少？）最大回复力的大小是多少？（2 2）在）在B 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 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 4）小球的运动方向怎样？）小球的运动方向怎样？思考思考OB本讲稿第十一页，共十四页 例例1
7、1 作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（时，一定相同的物理量是（）A A：速度：速度 B B：位移：位移 C C：回复力：回复力 D D：加速度：加速度BCD本讲稿第十二页，共十四页 AAO O BB O OOA位移位移x大小方向回复力回复力F F大小方向加速度加速度a a大小方向速度速度v v大小方向OB最大最大向右向右向左向左向右向右最大最大向左向左最大最大向右向右0减小减小增大增大减小减小向左向左减小减小减小减小增大增大向右向右向右向右向右向右000最大最大向右向右增大增大增大增大向左向左向右向右增大增大向左向左减小减小向右向右最大最大向右向右最大最大向左向左最大最大向左向左0减小减小向右向右减小减小减小减小向左向左向左向左增大增大向左向左000最大最大向左向左增大增大增大增大向右向右向左向左振振物理量物理量变变化化规规律律子子位位置置简谐运动中振子的受力及运动情况分析简谐运动中振子的受力及运动情况分析AOB本讲稿第十三页，共十四页思考：在简谐运动过程中，振子能量变化情况如何？思考：在简谐运动过程中，振子能量变化情况如何？AA O O BB O OOA动能动能0增大最大减小0增大最大减小势能势能最大减小0增大最大减小0增大总能总能不变OB振振物理量物理量变变化化规规律律子子位位置置本讲稿第十四页，共十四页