教材原句
要点简谐运动的回复力
在回复力①的作用下,物体在平衡位置附近做往复运动。
如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比②,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。
自主思考
①(1)回复力的方向总是与位移的方向相反吗?
(2)回复力为0时,物体所受合力一定为0吗?
(3)如图所示,和保持相对静止,在弹簧的作用下一起在光滑的水平面上做简谐运动。的回复力由谁提供?
答案:(1)提示回复力的方向总是指向平衡位置,而位移的方向是由平衡位置指向物体所在位置,所以回复力的方向总是与位移的方向相反。
(2)物体做简谐运动回到平衡位置时,回复力为0,但合力可能不为0。例如:物体沿圆弧做简谐运动,如图所示。当小球运动到圆弧的最低点(平衡位置)时,回复力为0,小球所受的合力用来提供向心力,所以小球所受的合力不为0。
(3)由对的静摩擦力提供。
②(1)公式中的是否就是指弹簧的劲度系数?
(2)弹簧振子从平衡位置到达最大位移处的过程中,回复力如何变化?从最大位移处向平衡位置运动的过程中呢?
答案:(1)提示不一定。做简谐运动的物体,其回复力特点为,这是判断物体是否做简谐运动的依据,但不一定是弹簧的劲度系数。
(2)由回复力可知:从平衡位置到达最大位移处的过程中,回复力逐渐增大,方向一直指向平衡位置。从最大位移处向平衡位置运动的过程中,回复力逐渐减小,方向一直指向平衡位置。