文档介绍：第十一章机械波
第三节简谐振动的回复力和能量
一、简谐运动的回复力
:
:
按力的作用效果命名,方向始终指向平衡位置
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。
F=–kx
二、简谐运动的能量
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。
6、简谐运动中的各个物理量变化规律
O
A
A
A-O
O
O-B
B
x
v
F、a
动能
势能
总机械能
向左减小
向右增大
向右减小
动能增大
势能减小
B
向右增大
向右减小
向左增大
动能减小
势能增大
不变
向左最大
向右最大
0
0
向右最大
0
0
向右最大
向左最大
动能最大
势能为0
动能为0
势能最大
动能为0
势能最大
O
B
A
F
F
判断物体是否做简谐运动的方法:
(1)根据物体的振动图像去判断
(2)根据回复力的规律F=-kx去判断
思考题:
竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗?
证明: 竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动
证明步骤:
1、找平衡位置
2、找回复力
3、找F=kx
4、找方向关系
证明:平衡状态时有: mg=-kx0 当向下拉动x长度时弹簧所受的 合外力为 F=-k(x+x0)+mg =-kx-kx0+mg =-kx (符合简谐运动的公式)
练习1:做简谐运动的物体,当位移为负值时,以下说法正确的是( )
,加速度一定为正值
,但加速度一定为正值
,加速度一定为正值
,加速度一定为负值
B
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( )
、加速度、动能
、回复力和位移
、动能和位移
、动能、回复力
BCD