老师
大家好,这堂课我们来学习简谐运动的回复力和能量。首先来看本堂课的学习目标,一、掌握简谐运动回复力的特征。二、理解简谐运动的运动规律,掌握在一次全振动过程中位移回复力加速度变化的规律。三、对弹簧镇子能定性的说明弹性势能与动能的转化过程。我们知道一个物体做什么运动与其受力直接相关。我们来回顾一下在之前的学习中都学过哪些运动,这些运动的受力都有什么特点。一个物体做匀速直线运动,核外力为0。匀变速直线运动,核外力不变。合完力的方向与速度方向在一条直线上曲线运动,核外力不为零。核外力的方向与速度方向有一定夹角。平抛运动或类平抛运动,和外力不变。核外力的方向与初速度的方向垂直。匀速圆周运动和外力充当向心力,满足向心力公式,核外力的方向与速度方向始终垂直。
老师
一个做简谐运动的物体受力有什么特点?是什么力使它在平衡位置附近往复运动?我们以弹簧症子为例来分析做简邪振动的物体的受力特点,如图示,水平弹簧振子原来禁止在 o 点,现用力将它压制, a 点松手释放,于是他就在a、 b 之间往复运动。我们来分析从 a 点开始的一次全振动的过程中,正值在不同位置的受理情况。因为政治在水平方向运动,数值方向重力与支持力平衡,我们只分析在震动方向所受的弹力,规定平衡位置。 o 点为位移的坐标,原点向右为正方向,甚至在任意时刻的位移。 x 是指偏离平衡位置的位移。首先我们来看,甚至在 a 点,位移向左,弹簧压缩,弹力向右,从 a 到 o 经过任意位置, c 点,位移向左,弹簧仍然处于压缩状态。弹力向右,经过 o 点,位移为零,弹力为0。从 o 到b,经过任意位置, d 点,位移向右,弹簧处于深藏状态,所以弹力向左,到了 b 点,位移向右,弹力向左,从 b 到 o 经过 d 点,位移向右,弹力向左,再次经过欧蝶,位移为零,弹力为0。从 o 到a,经过 c 点,位移向左,弹簧压缩,弹力向右。
老师
从过程分析中,大家看出弹力有什么特点吗?大家看,当正值在平衡位置 o 的左侧时,不管正则是向左运动还是向右运动,弹力向右。在平衡位置 o 的右侧时,也不管正子是向右运动还是向左在运动,弹力始终向左,并且弹力的方向始终与位移的方向相反。我们将刚才的分析过程动态的呈现出来,也就是在震动的过程中,弹力始终指向平衡位置,正是因为这个力的作用,才使物体能在平衡位置附近往复的运动,我们就把这种力称为回复力。
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