简谐运动的能量PPT课件

弹簧和小球系统机械能守恒。平衡位置处弹性势能最小，动能最大； 振幅处弹性势能最大，动能为零。
1、能量形式：机械能=任意位置的动能+势能 =振幅位置的势能 =平衡位置的动能
AOB
若是水平弹簧振子
二.简谐运动的能量
AOB
2、决定因素：振动系统的能量与振动的振幅A和劲度系数k有关。劲 度系数越k大,振幅越A大，振动的能量E越大；
证明步骤： 1、确定平衡位置（振动停止时的位置） 2、分析回复力(指向平衡位置的合力） 3、求回复力与位移大小关系F=kx 4、若回复力和位移方向总相反则F=-kx
二.简谐运动回复力、加速度、速度与位移关系
1、回复力、加速度与位移关系：对水平弹簧振子而言，回复力就是 合力 位移为 X=Asin(ωt+φ)， 回复力F=-KX 加速度a=-kx/m 注意：对所有简谐运动，回复力不一定是合力，a=-kx/m只是回复力 产生的加速度，不一定是合加速度。在本章范围内，没作特别说明时， 提到的加速度均指回复力产生的加速度。
2、如图所示,物体A置于物体B上,一轻弹簧一端固定,另一端与B相连,在弹性
限度范围内,A和B在光滑水平面上往复运动(不计空气阻力),并保持相对静止.
N
则下列说法正确的是( AB )
fBA
A.A和B均做简谐运动
B.作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比
G
C.B对A的静摩擦力对A做功,而A对B的静摩擦力对B不做功
(2)在t=0到8.5×10-2 s时间内,质点的路程、位移各为多大?
答案:(1)变大 变大 变小 变小 变大
(2)34 cm 2 cm 解析:(1)由题图可知在1.5×10-2~2×10-2 s内,质点的位移变大,回复力变大, 速度变小,动能变小,势能变大。 (2)在0~8.5×10-2 s时间内为 17个周期,质点的路程为s=17A=34 cm,质点0时 刻在负的最大位移处,8.5×140-2 s时刻质点在平衡位置,故位移为2 cm。

在真空环境中，宇宙中没有任何物质的运动速度可以超过光速。这已经成为人们理解宇宙和时间的理论依据，同时也是现代物理的理论基础之一。如果真的 证实这种超光速现象，其意义十分重大，整个物理学理论体系或许会因之重建。 但是该实验最终错误，是测量人员的技术失误。于年月8日世界公布实验错 误。 各种物质的原子核对电子的束缚能力不同，因而
二.简谐运动的能量
简谐运动中动能和势能在发 生相互转化，但机械能的总量 保持不变，即机械能守恒。
简谐运动的能量与振幅有关， 的动力学特点
如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的 位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即 与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。
F回=–kx 5.简谐运动的运动学特点
多的质疑。英国物理学家詹姆斯?查德威克(8~年)在卡文迪许实验室证实了轰击原子核所产生的射线不可能是γ射线，他还指出该辐射所含的粒子的质量与质 子质量一样，但是不带电荷。查德威克认为这种新粒子是被束缚在一个电子(氢原子)内的质子，当他用α粒子轰击已知原子量的硼原子时，就能计算出这种粒 子的质量；股票入门基础知识大全 炒股入门知识下载 炒股票入门基础知识 股市入门基础知识 股票知识大全 股票基础知识入门新手 ；为.8原 子质量单位，略大于质子(.质量单位)。因为该粒子不带电荷，所以被称为中子。在原子核内，中子很稳定，但到了原子核外，中子会衰变成一个质子、一个 电子，以及个反中微子。质子和中子构成了原子核，一起被称做核子。 沃尔夫冈?泡利(~8年)是世纪最伟大的物理学家之一，年，泡利对β射线进行研究—— 一由不稳定的原子发射的电子流,这些电子看起来失去了一些能量，但是没有人能找出电子失去能量的原因，这与基础的物理定律之一——能量不能凭空创造 和失去——是矛盾的。为了解开这个谜团，泡利提出β辐射还包含了一种以前不为人知的粒子，具有在静止时既不带电也没有质量的特性。意大利物理学家恩 里克?费米(-年)在年证实了这种粒子的存在，并把它叫做中微子。 英国理论物理学家保罗?狄拉克(~-8年)对量子电动力学的发展作出了重要的贡献。世纪年 代后期，理论物理学家对电子的研究非常感兴趣，狄拉克对德国物理学家沃纳?海森堡(~年)对电子作出的描述很不满意，于是提出了自己关于电子的表述— —狄拉克方程，并提出电子有带上正电荷的可能性。年，美国物理学家卡尔?安德森(8-年)发现了这种粒子的存在。年，帕特里克?布莱克特也独立地发现了该 种粒子。后来，这种粒子被称为正电子。正电子是第一种被发现的反物质粒子。 年，安德森与研究生塞恩?尼德梅耶(~88年)合作发现了μ子―一与电子相似 的极不稳定的粒子，但质量是电子的多倍。 [] 年月日，欧洲粒子物理实验室的科学家测量到了运动速度超过光速的亚原子粒子，如果发现得到证实，将颠覆 爱因斯坦的相对论即物理学界的基础。起初科学家们对此现象深表怀疑，但是经过重重谨慎的试验，各个工序均无错误。 年，爱因斯坦提出的狭义相对论称，

解析:由题图可知,B、D、F 时刻振子在平衡位置,具有最大动能,
此时振子的速率最大;A、C、E 时刻振子在最大位移处,具有最大势
能,此时振子的速度为 0。B、F 时刻振子向负方向运动,D 时刻振子
向正方向运动,可知 D 时刻与 B、
F 时刻虽然速率相同,但方向相反。
A、E 两时刻振子的位移相同,C 时刻振子的位移虽然大小与 A、E
最大位移处,势能最大,动能最小。振动系统的机械能与振幅有关,振
幅越大,机械能就越大。
一、
Hale Waihona Puke 简谐运动的回复力1.回复力的来源
(1)回复力是指将振动的物体拉回到平衡位置的力,同向心力一
样是按照力的作用效果来命名的。
(2)回复力可以由某一个力提供,如水平弹簧振子的回复力即为
弹簧的弹力;也可能是几个力的合力,如竖直悬挂的弹簧振子的回复
力是弹簧弹力和重力的合力;还可能是某一力的分力。归纳起来,回
复力一定等于振动物体在振动方向上所受的合力。分析物体的受
力时不能再加上回复力。
2.关于 k 值
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.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
成两次周期性的转化。经过平衡位置时动能最大,势能最小;经过最
大位移处时,势能最大,动能最小。
5.能量大小:如果选取平衡位置为零势能点,弹簧振子振动时的
能量就等于振子在平衡位置的动能或在最大位移处的势能。
6.能量的对称性:振子运动经过平衡位置两侧的对称点时,具有
相等的动能和相等的势能。

世界上最早的学校诞生在苏美尔的尼普尔，是当时 为王室和神庙培养书吏和书记员的学校。
世界上最早的史诗《吉尔伽美什》流传在两河流域， 讲述乌鲁克的国王、大英雄吉尔伽美什、三分之二是神， 三分之一是人，完成了许多伟大的业绩的故事。 约公元前3500年--公元前3000年
大洪水爆发，即《圣经》中记载的洪水和诺亚方舟 的故事。
古代印度
古代中国 四大发明
古代中国
中国古代科技中可以确认居世界之最的发明制造，其实还有不少： 一、瓷器。７８００年前，西北渭水、泾水流域的先民就已能
烧制红、灰色的多种形状的陶瓷器具。 二、太阳能利用。３０００多年前，我国就有了太阳能的开发
利用技术。 三、铸造。我国在古代就已利用泥灌、铁灌、蜡灌等三大铸造
C．3次
D．4次
答案：B
2．弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小，这 是由于（ ）
A．振子开始振动时的振幅大小
B．在振动过程中要不断克服阻尼的作用做 功，消耗了系统的机械能
C．动能总是不断地减小
D．势能总是不断地减小
答案：B
3．把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成 弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕
2、振动势能可以为重力势能（例如单摆），可以是弹性势能 （例如水平方向振动的弹簧振子），也可以是重力势能和 弹性势能之和（例如沿竖直方向振动的弹簧振子），我们 约定振动势能是以平衡位置为零势能位置．
3、简谐运动中的能量跟振幅有关，振幅越大，振动的能量越 大．
4、振子或单摆振动起来之后，由于是简谐运动，所以能量守 恒，此后它的振幅将保持不变.
3、振幅减小的快慢跟所受的阻尼有关，阻尼越大，振幅 减小得越快．
4、阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减 小，可认为是等幅振动．