人教版高中物理課件第十一章機(jī)械振動(dòng)11.3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義與特點(diǎn)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證01簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義與特點(diǎn)物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)，是最簡(jiǎn)單、最基本的機(jī)械振動(dòng)。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體在振動(dòng)過(guò)程中受到的回復(fù)力F=-kx，其中k是比例系數(shù)，負(fù)號(hào)表示回復(fù)力總是阻礙物體離開(kāi)平衡位置的位移。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有周期性，即運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每隔一段時(shí)間重復(fù)一次。周期性往復(fù)性能量守恒簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，物體在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡呈現(xiàn)周期性變化。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，物體的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總能量保持不變。030201簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)不受外力作用的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)頻率和振幅由系統(tǒng)本身決定。自由振動(dòng)受到周期性外力作用的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)頻率和振幅由外力決定。受迫振動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的分類(lèi)02簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力使振動(dòng)物體返回平衡位置并總是指向平衡位置的力。回復(fù)力大小與位移成正比，方向始終指向平衡位置。特點(diǎn)F=-kx，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧的形變量。計(jì)算公式回復(fù)力的概念始終指向平衡位置。方向特點(diǎn)與位移成正比，位移越大，回復(fù)力越大；位移越小，回復(fù)力越小。大小特點(diǎn)總是阻礙物體離開(kāi)平衡位置，使物體返回平衡位置。作用效果回復(fù)力的特點(diǎn)根據(jù)彈簧的勁度系數(shù)和形變量計(jì)算回復(fù)力的大小。根據(jù)回復(fù)力的方向特點(diǎn)確定其方向。根據(jù)回復(fù)力的作用效果判斷物體運(yùn)動(dòng)的方向?；貜?fù)力的計(jì)算03簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量與振幅成正比01振幅越大，物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和越大，即總能量越大。能量具有周期性02簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，物體在每個(gè)周期內(nèi)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總能量保持不變。能量守恒定律在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用03簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，系統(tǒng)所受的力與位移成正比，力對(duì)位移所做的功與位移的平方成正比，系統(tǒng)所受的力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量特點(diǎn)動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，物體在平衡位置附近振動(dòng)時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)物體靠近平衡位置時(shí)，速度增大，動(dòng)能增大，勢(shì)能減??；當(dāng)物體遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)，速度減小，動(dòng)能減小，勢(shì)能增大。機(jī)械能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，系統(tǒng)所受的力與位移成正比，力對(duì)位移所做的功與位移的平方成正比，系統(tǒng)所受的力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量。因此，在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，機(jī)械能與其他形式能量之間可以相互轉(zhuǎn)化。能量轉(zhuǎn)化的方式根據(jù)能量守恒定律，在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，物體的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總能量保持不變。因此，可以根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷能量的轉(zhuǎn)化方向。根據(jù)能量守恒定律，在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，系統(tǒng)所受的力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量。因此，可以根據(jù)力對(duì)位移所做的功計(jì)算能量的變化量。能量守恒定律在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用計(jì)算能量的變化量判斷能量的轉(zhuǎn)化方向04簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析總結(jié)詞單擺是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的典型實(shí)例，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以通過(guò)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式進(jìn)行描述。詳細(xì)描述單擺的運(yùn)動(dòng)可以看作是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的一種，其回復(fù)力與位移成正比，方向始終指向平衡位置。在擺角較小的情況下，單擺的運(yùn)動(dòng)可以近似為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)周期與擺長(zhǎng)和重力加速度有關(guān)。單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)分析彈簧振子的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)分析總結(jié)詞彈簧振子是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的常見(jiàn)模型，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以通過(guò)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式進(jìn)行描述。詳細(xì)描述彈簧振子在平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其回復(fù)力與位移成正比，方向始終指向平衡位置。彈簧振子的振動(dòng)周期與彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量有關(guān)。阻尼振動(dòng)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)分析阻尼振動(dòng)是實(shí)際系統(tǒng)中常見(jiàn)的現(xiàn)象，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律受到阻尼力的影響，但仍可近似為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)?？偨Y(jié)詞阻尼振動(dòng)中，振動(dòng)的振幅會(huì)逐漸減小，但其振動(dòng)周期仍可近似為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期。阻尼振動(dòng)的回復(fù)力與位移成正比，方向始終指向平衡位置，但同時(shí)受到阻尼力的作用，使得振動(dòng)逐漸衰減。詳細(xì)描述05簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量特性。目的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種周期性運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以用數(shù)學(xué)公式描述。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和測(cè)量簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體的位移、速度和加速度等物理量，可以驗(yàn)證簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量特性。原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理實(shí)驗(yàn)步驟與操作準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，包括彈簧振子、測(cè)量尺、速度計(jì)和加速度計(jì)等。將彈簧振子固定在支架上，調(diào)整好初始位置。啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)情況，并記錄位移、速度和加速度等數(shù)據(jù)。改變彈簧的勁度系數(shù)，重復(fù)步驟三的實(shí)驗(yàn)操作。步驟一步驟二步驟三步驟四分析通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析彈簧振子的位移、速度和加速度等物