2.3 简谐运动的回复力和能量-2022-2023学年高二物理同步寓教于乐课件（人教版2019选择性必修第一册）

第二章 机械振动 2.3 简谐运动的回复力和能量 restoring force and energy 做简谐运动的小球：受力情况有什么特点？ 一、简谐运动的回复力 C B O 规定向右为正方向 胡克定律：F = -k x 做简谐运动的小球：受力情况有什么特点？ 一、简谐运动的回复力 规定向右为正方向 O B C O B C Q P O B C Q P O B C Q P O B C Q P O B C Q P O B C Q P O B C Q P O C Q P B 𝒙 𝒙 小球的受力满足什么条件时才会做简谐运动呢？ C B O 规定向右为正方向 做简谐运动的物体偏离平衡位置向一侧运动时，一定有一个力迫使物体的运动速度逐渐减小直到减为0，然后物体在这个力的作用下，运动速度又由0逐渐增大并回到平衡位置； 一、简谐运动的回复力 物体由于具有惯性，到达平衡位置后会继续向另一侧运动，这个力使它再一次回到平衡位置。正是在这个力的作用下， 物体在平衡位置附近做往复运动。我们把这样的力称为回复力（restoring force）。 一、简谐运动的回复力 1. 回复力有什么特点？ （1）当小球在O点（平衡位置）时，所受的合力为0； （2）在O点右侧任意选择一个位置P，无论小球向右运动还是向左运动，小球在P点相对平衡位置的位移都为x，受到的弹簧弹力均向左。 （3）从图中可以看出，迫使小球回到平衡位置的回复力应该是由弹簧弹力提供的，回复力的大小为F＝ kx，方向指向平衡位置。 一、简谐运动的回复力 1. 回复力有什么特点？ （4）同样道理，当小球在O点左侧某一位置Q时，迫使小球回到平衡位置的回复力还是由弹簧弹力提供，大小仍为F＝ kx，方向指向平衡位置（如图丙所示）。 （5）从上面的分析可以看出，弹簧对小球的弹力是小球做简谐运动的回复力，这个力的大小与小球相对平衡位置的位移成正比，方向与位移方向相反，可表示为：F = - kx， 式中“-”号表示F与x反向。 理论上可以证明，如果物体所受的合力具有F = - kx的形式，物体就做简谐运动。 一、简谐运动的回复力 C B O 规定向右为正方向 做简谐运动的物体一定会受到指向平衡位置的作用力， 这个力叫做回复力。 注意： 类似向心力，回复力是根据力的作用效果命名的，充当回复力的可以是某一个力，也