弹簧振子振动时,不同的位置位移不同,回复力也不同,那回复力与位移又有什么关系呢?
分析:由振动过程的分析可知,振子的位移总是相对于平衡位置而言的,即初位置是平衡位置,位移可以用振子的位置坐标x来表示,方向始终从平衡位置指向振子(外侧)。回复力的方向始终指向平衡位置,因而回复力的方向与振子的位移方向始终相反。
对水平方向的弹簧振子来说,回复力就是弹簧的弹力。在弹簧发生弹性形变时,弹簧振子的回复力F跟振子偏离平衡位置的位移x成正比,方向跟位移的方向总是相反。
弹簧振子的回复力大小在改变,所以加速度大小
学习活动二:理论分析,判断振动是否为简谐运动 5、简谐运动的动力学特征: F=-kx
式中F为回复力,x为偏离平衡位置的位移,k是劲度系数,负号表示回复力与位移的方向总相反。
大量理论研究表明:如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。
做简谐运动的质点,回复力总满足F=-kx的形式。式中k是比例系数。这就是简谐运动的动力学特征。
这也是判断物体是否做简谐运动的方法
回忆前面学的判断物体是否做简谐运动的方法?
课件展示:判断物体是否做简谐运动的条件: ①x-t图像为正弦曲线
②F-x 满足 F=-kx的形式
下面用第二种方法来判断竖直的弹簧拉一个小球的振动是不是简谐运动?
提醒:①先找平衡位置。因为x 为振子到平衡位置的位移。 规定向下为正方向
平衡位置: