人教版高中物理选修3-4ppt课件第三节简谐运动的回复力和能量.pptx

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1、本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。高中物理课件（金戈铁骑（金戈铁骑 整理制作）整理制作）本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。1、描述简谐运动的物理量、描述简谐运动的物理量振幅振幅：描述振动：描述振动强弱强弱；周期周期和和频率频率：描述振动：描述振动快慢快慢;相位相位：描述振动：描述振动步调步调.2、简谐运动的表达式：、简谐运动的表达式：

2、复习回顾复习回顾本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第三节第三节 简谐运动的回复力和能量简谐运动的回复力和能量本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。阅读课本阅读课本P P1111，完成下列问题，完成下列问题1 1、回复力的定义是什么、回复力的定义是什么3 3、回复力具有什么特点、回复力具有什么特点2 2、回复力的来源是什么、回复力的来源是什

3、么本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。1.定义定义:振动物体受到的振动物体受到的总是指向平衡位置总是指向平衡位置,使使振动物体回到平衡位置的力振动物体回到平衡位置的力.一、简谐运动的回复力一、简谐运动的回复力回复力是按力的回复力是按力的作用效果作用效果命名的命名的.2.来源来源:物体在振动方向上的物体在振动方向上的合力合力.本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本

4、标准执行，并增补指标。3.公式公式:“-”表示回复力方向始终与位移方向表示回复力方向始终与位移方向相反相反.(胡克定律胡克定律)k-弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数(常量常量)x-振子离开平衡位置的位移振子离开平衡位置的位移,简称简称位移位移,方向总是方向总是背离背离平衡位置平衡位置.(1)大小大小:一、简谐运动的回复力一、简谐运动的回复力(2)方向方向:总是指向平衡位置总是指向平衡位置.本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。1 1、物体做简谐运动的条件是什么？、物体做简

5、谐运动的条件是什么？2 2、简谐运动是什么性质的运动？、简谐运动是什么性质的运动？本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。如果质点所受的如果质点所受的回复力与回复力与它偏离平衡位置的它偏离平衡位置的位位移大小成正比移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与，并且始终指向平衡位置（即与位移位移方向相反方向相反）,质点的运动就是简谐运动。质点的运动就是简谐运动。4.4.简谐运动的动力学特点（条件）简谐运动的动力学特点（条件）F F回回=kxkx5.5.简谐运动的运动学特点简谐

6、运动的运动学特点简谐运动是简谐运动是变加速变加速运动运动本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。分析总结：分析总结：结合下图完成下表结合下图完成下表 AAO O OB B x v F、a动能动能势能势能总机总机械能械能向左向左减小减小向右增大向右增大向右向右减小减小动能增大动能增大势能减小势能减小向右向右增大增大向右减小向右减小向左向左增大增大动能减小动能减小势能增大势能增大不变不变向左最大向左最大向右最大向右最大 0 0向右最大向右最大 0 0向右最大向右最大向左最大

7、向左最大动能最大动能最大势能为势能为0 0动能为动能为0 0势能最大势能最大动能为动能为0 0势能最大势能最大O OB BA A本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。（1 1）当物体从）当物体从最大位移处向平衡位置最大位移处向平衡位置运运动时，由于动时，由于v v与与a a的方向一致的方向一致，物体做，物体做加速度越来越小的加速运动加速度越来越小的加速运动。（2 2）当物体从）当物体从平衡位置向最大位移平衡位置向最大位移处运处运动时，由于动时，由于v v与与a a的方

8、向相反的方向相反，物体做，物体做加速度越来越大的减速运动加速度越来越大的减速运动。两点结论：简谐运动是简谐运动是变加速变加速运动运动本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。二二.简谐运动的能量简谐运动的能量 简谐运动的能量由劲度系数和振幅决简谐运动的能量由劲度系数和振幅决定定.劲度系数越大劲度系数越大,振动的能量越大；振振动的能量越大；振幅越大，振动的能量越大幅越大，振动的能量越大.简谐运动中动能和势能在发生相互转化，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

9、持不变，即但机械能的总量保持不变，即机械能守机械能守恒恒.本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置位置右侧，距平衡位置0点点3cm处的处的B点，已知点，已知小球的质量为小球的质量为1kg，小球离开平衡位置的最大距，小球离开平衡位置的最大距离为离为5cm，弹簧的劲度系数为，弹簧的劲度系数为200N/m，求：，求：(1)最大回复力的大小是多少？最大回复力的大小是多少？(2

10、)在在B点时小球受到的回复力的大小和方向？点时小球受到的回复力的大小和方向？(3)此时小球的加速度大小和方向？此时小球的加速度大小和方向？(4)小球的运动方向怎样？小球的运动方向怎样？思考思考OB本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。判断物体是否做简谐运动的方法：判断物体是否做简谐运动的方法：（1 1）根据物体的振动图像去判断）根据物体的振动图像去判断（2 2）根据回复力的规律）根据回复力的规律F=-kxF=-kx去判断去判断思考题：思考题：竖直方向振动的弹簧振子所做

11、的竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？振动是简谐运动吗？本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。例例11证明证明:竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动证明步骤：证明步骤：1 1、找平衡位置、找平衡位置2 2、找回复力、找回复力 3 3、找、找F=kxF=kx4 4、找方向关系、找方向关系本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并

12、增补指标。证明:平衡状态平衡状态时有时有:mg=kxmg=kx0 0当当向下拉动向下拉动x x长度时弹簧所受的长度时弹簧所受的合外力为合外力为F=-k(x+xF=-k(x+x0 0)+mg)+mg=-kx=-kx-kx-kx0 0+mg+mg=-kx=-kx(符合简谐运动的公式符合简谐运动的公式)本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。例例22作简谐运动的物体，当它每次经过同作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（一位置时，一定相同的物理量是（）A

13、 A：速度：速度 B B：位移：位移 C C：回复力：回复力 D D：加速度：加速度BCD本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。小结小结1 1、回复力：、回复力：振动物体受到的振动物体受到的总是指向平衡总是指向平衡位置位置,使振动物体回到平衡位置的力使振动物体回到平衡位置的力.2 2、简谐运动回复力的特点：、简谐运动回复力的特点：它偏离平衡位它偏离平衡位置的置的位移大小成正比位移大小成正比，并且始终指向平衡位，并且始终指向平衡位置（即与位移置（即与位移方向相反方向相反

14、）。）。(也是物体做简也是物体做简谐运动的条件）谐运动的条件）3 3、简谐运动中动能和势能在发生相互转、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，即化，但机械能的总量保持不变，即机械能机械能守恒守恒.本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。1:1:做简谐运动的物体，当位移为负值时，做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是以下说法正确的是 （）A A速度一定为正值，加速度一定为正值速度一定为正值，加速度一定为正值B B速度不一定为正值，但加速度

15、一定为正值速度不一定为正值，但加速度一定为正值C C速度一定为负值，加速度一定为正值速度一定为负值，加速度一定为正值D D速度不一定为负值，加速度一定为负值速度不一定为负值，加速度一定为负值B B课堂练习课堂练习本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。2 2、当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运、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（动时，下列说法正确的（）A A振子在振动过程中，速度相同时，振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等弹簧的长度一定相等

16、B B振子从最低点向平衡位置运动过程中，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弹簧弹力始终做负功C C振子在振动过程中的回复力由弹簧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的弹力和振子的重力的合力提供D D振子在振动过程中，系统的机械能振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒一定守恒CDCD本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。3 3、关于弹簧振子做简谐运动时的能、关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有量，下列说法正确的有 （）

17、A A等于在平衡位置时振子的动能等于在平衡位置时振子的动能 B B等于在最大位移时弹簧的弹性势能等于在最大位移时弹簧的弹性势能 C C等于任意时刻振子动能与弹簧弹性等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和势能之和 D D位移越大振动能量也越大位移越大振动能量也越大ABCABC本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。4 4如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（）A At=0t=0时，质点的位移、速度均为零时，质点的位移、速度均为零B Bt=1st=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大为负向最大C Ct=2st=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零度为零D D质点的振幅为质点的振幅为5cm5cm，周期为，周期为2s2sBC