高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 第二節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的力和能量特征素材 粵教版選修3-4（通用）

第二課時(shí) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的力和能量特征 課前預(yù)習(xí) 情景素材 你喜歡蕩秋千嗎？也許你很喜歡卻蕩不好，往往在最初獲得能量擺起來(lái)后，接下來(lái)越擺越低，到最后停下.有伙伴在邊上，若伙伴不時(shí)助推一下，可持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，但會(huì)蕩秋千的人，不用別人幫助，就能越擺越高，你知道這是什么原因嗎？ 簡(jiǎn)答：在最初獲得能量擺起來(lái)后，接下來(lái)不再補(bǔ)充能量，那么在阻力作用下，機(jī)械能不斷損失，最終停下，蕩秋千高手從高處擺下來(lái)的時(shí)候總是從直立到蹲下，而從最低點(diǎn)向上擺時(shí)身子又從蹲下到直立起來(lái).由于他從蹲下到站直時(shí)，重心升高，無(wú)形中就對(duì)自已做了功，增大了重力勢(shì)能，因而每蕩一次秋千，都使蕩秋千的人自身能量增加了一些，如此循環(huán)往復(fù)，總能量越積越多，秋千就擺得越來(lái)越高了. 知識(shí)預(yù)覽 1.回復(fù)力：回復(fù)力是根據(jù)力的效果(“性質(zhì)”或“效果”)命名的.回復(fù)力的方向總是指向平衡位置，其作用效果是使振子返回平衡位置.回復(fù)力為零的位置就是平衡位置.回復(fù)力可以是物體所受的合外力，也可以是某一個(gè)力的分力. 2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，方向總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).其回復(fù)力特點(diǎn)：F=-kx,它不僅是一種變速運(yùn)動(dòng)，而且是變加速運(yùn)動(dòng)，a=，式中“-”號(hào)表示F與x、a與x方向相反. 3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量：彈簧振子和單擺在振動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能不斷地發(fā)生轉(zhuǎn)化.在平衡位置時(shí)，動(dòng)能最大，勢(shì)能最?。辉谖灰谱畲髸r(shí)，勢(shì)能最大，動(dòng)能為零.在任意時(shí)刻動(dòng)能和勢(shì)能的總和，就是振動(dòng)系統(tǒng)的總機(jī)械能.彈簧振子和單擺是在彈力或重力的作用下發(fā)生振動(dòng)的，如果不考慮摩擦和空氣阻力，只有彈力或重力做功，那么振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能跟振幅有關(guān)，振幅越大，機(jī)械能就越大.