系统的机械能变化 (2)分析上表可得:振子在振动过程中所受的合力就是弹簧的弹力,它总是使振子返回到位置,把这这个力叫做回复力。
(3)回复力的特点:它的方向总是与位移方向相反,即总是指向平衡位置。它的大小随位移的增大而增大,随位移的减小而减小。
(4)简谐运动的定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,方向总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。(如弹簧振子、音叉叉股、弹簧片的各点,摆钟的摆锤的振动)
理解:①在简谐运动中,位移、回复力、加速度三个物理量同步变化,与速度的变化步调相反
②简谐运动的位移与前面学过的位移相同吗?简谐运动的位移是从平衡位置指向某一位置的有向线段,位移起点是平衡位置,是矢量。
③回复力是按___命名的,它可以是物体所受的合外力,也可以是物体所受的某一力的分力。进行受力分析时,不要凭空多画一个力―――回复力。
1、 简谐运动的运动规律
(1)动力学特点 F=-kx(k为常数,对于弹簧振子来说k就是劲度系数 )
(2)运动学特点 变速运动 a=-kx/m
(3)运动特性 周期性 对称性①空间的对称性②时间的对称性
2、 判断简谐运动的方法
运动物体是否满足简谐运动的特点,即F=-kx。例如
(1) 在水平地面上竖直弹跳的篮球
(2) 如图所示,小球在两个相互连接的光滑斜面上以O点为中心往复运动
三、例题讲析
1、 关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系下列说法中正确的是
A、 位移减小时,加速度也减小,而速度在增大
B、 位移方向总是跟加速度方向相反,跟速度方向总是相同
C、 物体运动的方向指向平衡位置时,速度方向跟位移方向相反
D、物体运动方向不变时,加速度的方向也一定不变
2、弹簧振子多次通过同一位置时,下述物理量变化的有
A、位移 B、速度 C、加速度 D、动量 E、动能 F、弹力
3、画出做简谐运动的物体的回复力F随相对平衡位置的位移x变化的图象,并说明图象的物理意义。