2020_2021学年高中物理第11章机械振动3简谐运动的回复力和能量课件新人教版选修3_4202103291123.ppt

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文档介绍

2.F=-kx式中k值的理解:公式F=-kx中的k指的是回复力与位移的比例系数,而不 一定是弹簧的劲度系数,系数k由振动系统自身决定。 3.简谐运动的加速度的特点:根据牛顿第二定律得a= =- x,表明弹簧振子做 简谐运动时,振子的加速度大小与位移大小成正比,加速度方向与位移方向相反。 4.简谐运动的回复力的规律:因x=Asin(ωt+φ),故回复力F=-kx=-kAsin(ωt+φ), 可见回复力随时间按正弦规律变化。 【典例示范】 【典例】 (多选)如图,轻质弹簧下挂重为300 N的物体A时伸长了3 cm,再挂上重为200 N的 物体B时又伸长了2 cm,现将A、B间的细线烧断,使A在竖直平面内振动,则 (  ) A.最大回复力为500 N,振幅为5 cm B.最大回复力为200 N,振幅为2 cm C.只减小A的质量,振动的振幅变小,周期不变 D.只减小B的质量,振动的振幅变小,周期不变 【解析】选B、D。轻质弹簧下挂重为300 N的物体A时伸长了3 cm,再挂上重为 200 N的物体B时又伸长了2 cm,故劲度系数为k= = =10 000 N/m,若将 连接A、B两物体的细线烧断,物体A将做简谐运动,烧断瞬间,合力充当回复力; 由于细线烧断前是平衡状态,烧断后细线对A的拉力减小了200 N,而弹力不变, 故合力为200 N,故最大回复力为200 N,刚剪断细线时物体的加速度最大,此处 相当于是物体A到达简谐运动的最大位移处,故振幅为2 cm,故A错、B对;只减小 A的质量,A振动的平衡位置上移,振动的幅度变大,而周期与振幅无关,所以周期 不变,故C错误;只减小B的质量,振动的幅度变小,而周期与振幅无关,所以周期不 变,故D正确。 【素养训练】 一劲度系数为k=200 N/m的轻质弹簧,与质量为0.4 kg的可看作质点的小球,组成弹簧振子。振子在竖直方向做简谐运动时

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