《简谐运动的回复力和能量中学教育高中教育中学教育高中教育.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简谐运动的回复力和能量中学教育高中教育中学教育高中教育.pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、简谐运动的回复力和能 一、简谐运动的回复力 1简谐运动 如果质点所受的力与它偏离平衡位置位楼的大小成理，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 使振动物体回到平衡位置的力。3.回复力的方向 总是指向平衡位置。4.回复力的表达式 F=-kxo即回复力与物体的位移大小成正比,“一”说明回复力与位移方向始终担反,R是一个常数，由简谐运动系统决定。二.简谐运动的能量 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。在平衡位置处，动能最大,势能最小。2.简谐运动的能量特点：在简谐运动中，振动系统
2、的机械能空垣，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。0 通知识 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，同向心力一样是按照力的作用效果来 命名的。(2)回复力可以由某一个力提供，如水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力；也可能是几 个力的合力，如竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力；还可能是某一力的分 力。归纳起来，回复力一定等于振动物体在振动方向上所受的合力。分析物体的受力时不能再 加上回复力。图 11-3-4 2.关于人值：公式F=-kx中的R指的是回复力与位移的比例系数，而不一定是弹簧的 劲度系数，系数R由振动系统自身决定。3
3、.加速度的特点：根据牛顿第二定律得a=-,说明弹簧振子做简谐运动时，振 子的加速度大小与位移大小成正比，加速度方向与位移方向相反。4.回复力的规律：因x=Asin（M+e）,故回复力F=-kx=kAsin（ot+p）t可见回复力 随时间按正弦规律变化。1.根据水平弹簧振子图，可分析各个物理量的变化关系如下：当堂达标 1、（多项选择）如图11-3-2所示，物体系在两弹簧之间，弹簧劲度系数分别为乩和力，且 k、=k,k2=2k,两弹簧均处于自然状态。现在向右拉动物体，然后释放，物体在B、C间振动,0为平衡振子的运动 (A Af 0 OA 位移 方向 向右 向左 向左 向右 大小 减小 增大 减小
4、增大 回复 力 方向 向左 向右 向右 向左 大小 减小 増大 减小 增大 加速 度 方向 向左 向右 向右 向左 大小 减小 增大 减小 增大 速度 方向 向左 向左 向右 向右 大小 增大 减小 増大 减小 振子的动能 增大 减小 增大 减小 弹簧的势能 减小 增大 减小 增大 系统总能量 不变 不变 不变 不变 I I I Af O A 是指向平衡位置质点的运动就是简谐运动回复力使振动物体回到平衡位置的力回复力的方向总是指向平衡位置回复力的表达式即回复力与物体的位移大小成正比一说明回复力与位移方向始终担反是一个常数由简谐运动系统决定二简最大位移处势能最大动能为零在平衡位置处动能最大势能最
5、小简谐运动的能量特点在简谐运动中振动系统的机械能空垣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通知识回复力的来源回复力是指将振动的回复力即为弹簧的弹力也可能是几个力的合力如竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重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振动物体在振动方向上所受的合力分析物体的受力时不能再加上回复力关于人值位置（不计阻力），设向右为正方向，物体相对0点的位移为x,那么以下判断正确的 选项是（）是指向平衡位置质点的运动就是简谐运动回复力使振动物体回到平衡位置的力回复力的方向总是指向平衡位置回复力的表达式即回复力与物体的位移大小成正比一说明回复力与位移方
6、向始终担反是一个常数由简谐运动系统决定二简最大位移处势能最大动能为零在平衡位置处动能最大势能最小简谐运动的能量特点在简谐运动中振动系统的机械能空垣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通知识回复力的来源回复力是指将振动的回复力即为弹簧的弹力也可能是几个力的合力如竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重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振动物体在振动方向上所受的合力分析物体的受力时不能再加上回复力关于人值是()COB 图 11-3-2 A.物体做简谐运动，OC=OB B.物体做简谐运动，OCHOB C.物体所受合力F=kx D.物体所受合力F=-3kx 2
7、、（多项选择）关于回复力，以下说法正确的选项是（）A.回复力是物体离开平衡位置时受到的指向平衡位置的力 B.回复力是按力的作用效果命名的，它可能由弹力提供，也可能由摩擦力提供 C.回复力可能是几个力的合力，也可能是某一个力的分力 D.振动物体在平衡位置时，其所受合力为零 3、对于弹簧振子的回复力和位移的关系，以下图中正确的选项是（）4、如图11-3-3所示，弹簧振子B上放一个物块A,在A与B起做简谐运 动的过程中，关于A受力说法中正确的选项是（）A.物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力 B.物块A受重力.支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力 C.物块A受重力、支持力及B对它的恒
8、定的摩擦力 D.物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力 5、（多项选择）当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，以下说法中正确的选项是（）A.振子在振动过程中，速度一样时，弹簧的长度一定相等，弹性势能一样 B.振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功 C.振子在运动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供 D.振子在运动过程中，系统的机械能守恒 6.如图11-3-7甲所示为某个质点做简谐运动的图像，对图乙的以下判断正确的选项 A B C D A(1)(2)乙(3)(4)是指向平衡位置质点的运动就是简谐运动回复力使振动物体回到平衡位置的力回复力的方向总是指
9、向平衡位置回复力的表达式即回复力与物体的位移大小成正比一说明回复力与位移方向始终担反是一个常数由简谐运动系统决定二简最大位移处势能最大动能为零在平衡位置处动能最大势能最小简谐运动的能量特点在简谐运动中振动系统的机械能空垣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通知识回复力的来源回复力是指将振动的回复力即为弹簧的弹力也可能是几个力的合力如竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重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振动物体在振动方向上所受的合力分析物体的受力时不能再加上回复力关于人值A.图可作为叽图像 B.图（2）可作为Ff图像 C.图（3）可作为图像 D.图可
10、作为 Z图像 7、（多项选择）一个弹簧振子，做简谐运动的周期为八设时刻振子不 在平衡位置，经过一段时间到/2时刻，振子的速度与h时刻的速度大小相等、方向一样，假设如图1138所示，那么（）A.f2时刻振子的加速度一定跟血时刻大小相等、方向相反 B.在（2的中间时刻，振子处在平衡位置 C.从力到2时间内，振子的运动方向不变 D从力到f2时间内，振子所受回复力的方向不变 8（多项选择）做简谐运动的弹簧振子，振子质量为加，最大速度为那么以下说法中正确 的选项是（）A从某时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功一定为零 B.从某时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功可能是零到如沪之间的某一个值
11、C.从某时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量一定为零 D.从某时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量的大小可能是零到2v之间的某一 个值 9、如图3所示，竖直悬挂的弹簧振子做振幅为A的简谐运动，当物体到 达最低点时，物体恰好掉下一半（即物体质量减少一半），此后振动系统的振幅|的变化为（）1 A.振幅不变 B.振幅变大 C.振幅变小 D.条件不够，不能确定 1（）、如图11-3-7,一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由久b两个小物块粘在一起组成的.物块在光滑水平桌面上左 右振动.振幅为加，周期为血当物块向右通过平衡位置时，处“之间的粘胶脱开；以后小物 是指向平衡位置质
12、点的运动就是简谐运动回复力使振动物体回到平衡位置的力回复力的方向总是指向平衡位置回复力的表达式即回复力与物体的位移大小成正比一说明回复力与位移方向始终担反是一个常数由简谐运动系统决定二简最大位移处势能最大动能为零在平衡位置处动能最大势能最小简谐运动的能量特点在简谐运动中振动系统的机械能空垣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通知识回复力的来源回复力是指将振动的回复力即为弹簧的弹力也可能是几个力的合力如竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重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振动物体在振动方向上所受的合力分析物体的受力时不能再加上回复力关于人值块a振动的
13、振幅和周期分别为A和几 那么：A _ 如（填，.或 T _ 几（填x y 或“=）是指向平衡位置质点的运动就是简谐运动回复力使振动物体回到平衡位置的力回复力的方向总是指向平衡位置回复力的表达式即回复力与物体的位移大小成正比一说明回复力与位移方向始终担反是一个常数由简谐运动系统决定二简最大位移处势能最大动能为零在平衡位置处动能最大势能最小简谐运动的能量特点在简谐运动中振动系统的机械能空垣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通知识回复力的来源回复力是指将振动的回复力即为弹簧的弹力也可能是几个力的合力如竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重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振动物体在振动方向上所受的合力分析物体的受力时不能再加上回复力关于人值