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  第三节、简谐运动的回复力和能量           
第三节、简谐运动的回复力和能量
作者:张建平zj… 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2007-8-30 8:59:41

 
一、简谐运动的回复力
问:物体做匀变速直线运动时所受合力有何特点呢?(所受合力大小不变,方向也不变)
问:物体做匀速圆周运动时所受合力有何特点呢?(所受合力大小不变,方向时刻改变)
说明:那物体做简谐运动时受力情况又如何呢?让我们从受力分析说起
问:如图所示的弹簧振子在振动过程中,忽略振子所受到的
        各种阻力,那么受力情况如何?(受重力、支持力、弹簧的弹力)
问:合力是哪个力?(弹簧的弹力)
问:简谐运动中位移是如何规定的?(简谐运动中的位移特指相对于平衡位置的位移,即由平衡位置指向振子所在的位置)
问:那弹力的大小和位移的大小有何关系呢?(弹力的大小和位移的大小成正比)
问:那弹力的方向和位移的方向有何关系呢?(弹力的方向和位移的方向相反)
说明:由于弹力的方向始终指向平衡位置,它的作用是把振子拉回到平衡位置,所以我们把这个弹力称之为回复力,回复力是按照效果命名的力
说明:为了描述回复力和位移的关系,我们用F=-kx来表示这种关系,其中F是回复力,K是弹簧的劲度系数,x是振子的位移,“-”表示回复力的方向和位移的方向相反
说明 :理论上可以证明,如果质点所受的力和它偏离平衡位置的位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动,简而言之,满足F=-kx的振动,就是简谐运动
二、简谐运动的能量
问:简谐运动中涉及到机械能中哪几种形式的能量?(弹性势能、动能)
例、研究振子从A运动到A/的过程,填写下列表格

问:从极端位置向平衡位置运动,能量转化情况如何?(EP转化为EK)
问:从平衡位置向极端位置运动,能量转化情况如何?(EK转化为EP)
问:能量转化的周期和弹簧振子的振动周期有何关系?(能量转化的周期是弹簧振子的振动周期的1/2)



第三节、简谐运动的回复力和能量
板书设计
一、简谐运动的回复力
1、回复力:做简谐运动的弹簧振子所受的弹力大小和位移大小成正比,方向始终指向平衡位置,作用是把振子拉回到平衡位置
       回复力按照效果命名
      表达式:F=-kx,       其中F是回复力,K是弹簧的劲度系数,x是振子的位移,“-”表示回复
                                                 力的方向和位移的方向相反
2、满足F=-kx的振动,就是简谐运动
二、简谐运动的能量
       能量转化的周期是弹簧振子的振动周期的1/2

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