高中物理第1章机械振动第二节简谐运动的力和能量特征素材粤教版选修3-4(new)

第二课时 简谐运动的力和能量特征
课前预习
情景素材
你喜欢荡秋千吗？也许你很喜欢却荡不好，往往在最初获得能量摆起来后，接下来越摆越低，到最后停下.有伙伴在边上,若伙伴不时助推一下,可持续较长时间，但会荡秋千的人，不用别人帮助，就能越摆越高，你知道这是什么原因吗？
简答:在最初获得能量摆起来后，接下来不再补充能量，那么在阻力作用下,机械能不断损失，最终停下，荡秋千高手从高处摆下来的时候总是从直立到蹲下，而从最低点向上摆时身子又从蹲下到直立起来.由于他从蹲下到站直时，重心升高,无形中就对自已做了功,增大了重力势能，因而每荡一次秋千，都使荡秋千的人自身能量增加了一些，如此循环往复,总能量越积越多，秋千就摆得越来越高了.
知识预览
1.回复力：回复力是根据力的效果（“性质"或“效果”)命名的.回复力的方向总是指向平衡位置,其作用效果是使振子返回平衡位置.回复力为零的位置就是平衡位置.回复力可以是物体所受的合外力，也可以是某一个力的分力。

2。

简谐运动: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，叫做简谐运动。

其回复力特点：F=—kx,它不仅是一种变速运动，而且是变加速运动，a=m
kx ，式中“—”号表示F 与x 、a 与x 方向相反. 3。

简谐运动的能量：弹簧振子和单摆在振动过程中动能和势能不断地发生转化。

在平衡位置时，动能最大，势能最小；在位移最大时，势能最大,动能为零.在任意时刻动能和势能的总和，就是振动系统的总机械能.弹簧振子和单摆是在弹力或重力的作用下发生振动的，如果不考虑摩擦和空气阻力,只有弹力或重力做功,那么振动系统的机械能守恒.振动系统的机械能跟振幅有关，振幅越大,机械能就越大.
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