2.3简谐运动的回复力和能量 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

新人教版 选择性必修一 第二章 机械振动 2.3简谐运动的回复力和能量 新教材 新高考 新教材 新高考 探究导引 静摩擦力 弹力 弹力和重力的合力 重力沿切向的分力 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 一.简谐运动的回复力 按力的作用效果命名 1.定义:振动的物体偏离平衡位置，受到使它回到平衡位置的力 振动方向上的合外力 3.公式: “-” 表示回复力方向始终与位移方向相反. “x”表示离开平衡位置的位移 “k”与系统自身有关的系数 2.方向：始终指向平衡位置 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 方法一：运动学判断 x=Asin（ωt+φ） 方法二：动力学判断 4.判断是否为简谐运动的方法： 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 规定向下为正方向 平衡位置: C点弹力: 振子受的回复力 例1、弹簧上端固定，劲度系数为k，另一端挂一质量为m的小球，平衡位置时弹簧的形变量为x0，释放后小球做上下运动，弹簧此时没有超出弹性限度，小球的运动是简谐运动吗？ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 例2、漂浮在水中的物体，质量为m，横截面积为s，液体的密度为，用力往下压物体，下降距离x,松手后物体往复运动，证明物体在水中的往复运动是简谐运动。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 二.简谐运动的能量 1.一般是系统的机械能（动能、重力势能、弹性势能之和守恒） 2.决定振动系统的能量因素是振幅 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及E-t图象 t E/x 0 机械能 势能 动能 O O A 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 二.简谐运动的能量 1.一般是系统的机械能（动能、重力势能、弹性势能之和守恒） 2.决定振动系统的能量因素是振幅 3.振动能量周期： 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 三.简谐运动中的各个物理量变化规律 X v F、a 动能 势能 A A-O O O-B B 向左最大 向左减小 向右最大 向右最大 0 向右最大 向右增大 向右减小 0 0 向右增大 向右减小 向左增大 0 向左最大 0 增大 最大 减小 0 最大 减小 0 增大 最大 O A B 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 t x 0 机械能 势能 动能 三.简谐运动中的各个物理量变化规律 位移 加速度 速度 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 如图所示，光滑水平杆上套着一个小球和一个弹簧，弹簧一端固定，另一端连接在小球上，忽略弹簧质量。小球以点O为平衡置，在A、B两点之间做往复运动，它所受的回复力F随时间t变化的图象如图，则t在2s~3s的时间内，振子的动能Ek，和势能Ep的变化情况是（　　） A．Ek变小，Ep变大 B．Ek变大，Ep变小 C．Ek，Ep均变小 D．Ek，Ep均变大 B 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 D 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 （多选）如图所示，物体A与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动，A、B之间无相对滑动，已知轻质弹簧的劲度系数为k，A、B的质量分别为m和M，下列说法正确的是(      ) A．物体A的回复力是由滑块B对物体A的摩擦力提供 B．滑块B的回复力是由弹簧的弹力提供 C．物体A与滑块B 看成一个振子,其回复力大小跟位移大小之比为k D．若A、B之间的最大静摩擦因数为μ，则A、B间无相对滑动的最大振幅为 ACD 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 物体m系在两水平弹簧之间，两弹簧的劲度系数分别为k1和k2，且k1=k，k2=2k，两弹簧均处于自然伸长状态，今向右拉动m，然后释放，物体在B、C间振动（不计阻力），O为平衡位置，则下列判断正确的是（　　） A．m做简谐运动， B．m做简谐运动， C．回复力 D．回复力 $$