11.3《简谐运动的回复力和能量》课件-新人教版选修3-4

1.理解回复力的概念。2.会用动力学的方法，分析简谐运动中的位移、速度、回复力和加速度的变化规律。3.会用能量守恒的观点，分析水平弹簧振子中动能、势能、总能量的变化规律。通过对弹簧振子所做简谐运动的分析，得到有关简谐运动的一般规律性的结论，使学生知道从个别到一般的思维方法。分析弹簧振子振动过程中能量的转化情况，提高学生分析和解决问题的能力。物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学，使学生认识到回复力和惯性是矛盾的两个对立面，正是这一对立面能够使物体做简谐运动。简谐运动过程中能量的相互转化情况，对学生进行物质世界遵循对立统一规律观点的渗透。教学难点:通过课件让学生总结物体做简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化。OABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOBCDAXXXXXXFFFFFFOAB（请点击小球）物体做简谐运动时，所受的合力有什么特点？一、简谐运动的回复力弹簧振子所受的合力F与振子位移x的大小成正比，且合力F的方向总是与位移x的方向相反。F=﹣kx（式中k为弹簧的劲度系数）由于力F的方向总是与位移x的方向相反，即总是指向平衡位置。它的作用总是要把物体拉回到平衡位置。所以称为回复力。2.特点:按力的作用效果命名方向始终指向平衡位置1.定义:使振子回到平衡位置的力3.回复力来源：振动方向上的合外力如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。4.简谐运动的动力学特点5.简谐运动的运动学特点xvF、a动能势能AA-OOO-BB向左最大向左减小向右最大向右最大向右最大向右增大向右减小向右增大向右减小向左增大向左最大增大最大减小最大减小增大最大OAB二、简谐运动中的各个物理量变化规律0000000简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以简谐运动是变速运动。（1）当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动。（2）当物体从平衡位置向最大位移处运动时，由于v与a的方向相反，物体做加速度越来越大的减速运动。简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。试画出物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及E-t图象tE0机械能势能动能ABO三、简谐运动的能量竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？判断物体是否做简谐运动的方法：（2）根据回复力的规律F=﹣kx去判断（1）根据物体的振动图像去判断1.做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（）BA．速度一定为正值，加速度一定为正值B．速度不一定为正值，但加速度一定为正值C．速度一定为负值，加速度一定为正值D．速度不一定为负值，加速度一定为负值2.在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是（）A．速度、加速度、动能B．加速度、回复力和位移C．加速度、动能和位移D．位移、动能、回复力BCD3.当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的（）CDA.振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等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.振子在振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.振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒4.关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（）ABCA．等于在平衡位置时振子的动能B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和D．位移越大振动能量也越大5.如图所示，一质点做简谐振动，由此可知（）A．t=0时，质点的位移、速度均为零B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零D．质点的振幅为5cm，周期为2sBC