简谐运动详解课件.ppt

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1、1-1简谐运动教科版选修3-4第一章《机械振动》这些运动的共同特点是什么？秋千弹簧振子摆钟一、机械振动1、定义：物体（或物体的一部分）在某个位置两侧附近所做的往复运动叫机械振动，简称为振动。2、平衡位置：物体原来静止时的位置3、机械振动的主要特征:空间---往复性时间---周期性物体为什么会振动呢？通过实例分析可知：4、当振动物体离开平衡位置时，总受到一个力，这个力的作用效果是使物体回到平衡位置，我们把这个力叫作回复力。1.回复力时刻指向平衡位置.（思考：回复力是恒力还是变力？）2.回复力是以效果命名的力。（它可能是某一个力，也可能是几个力的合力，

2、还可能是某一个力的分力）3.回复力是振动方向上的合外力,不一定是物体的合外力。（比如单摆）对回复力的理解：关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是()A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也就越大D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移B弹簧振子——理想化模型2、理性化模型：（1）不计阻力（2）弹簧的质量与小球相比可以忽略。1、小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子、简称振子。二、简谐运动活动：振子静止在0点，弹

3、簧没有发生形变，长度为原长。把振子拉到平衡位置右方A点时，弹簧伸长量为OA，放开振子，观察振子的振动，并回答下列问题。1.弹簧最大伸长的长度OA和最大压缩的长度OA’有什么不关系？2.振子从A经O到A’和振子从A’经O到A所用的时间有什么关系？3.振子在往复运动过程中的受力有什么特点？长度相等时间相等（1）在平衡位置O时，弹簧处于自然长度，小球位移为零，合力为零。（2）在O右边时，弹簧处于拉伸状态，位移为正，小球受弹力为负，所以回复力与位移的关系为。（3）在O左边时，弹簧处于压缩状态，位移为负，小球受弹力为正，所以回复力与位移的关系为。总结：小球在

4、运动过程中所受弹力大小与小球偏离平衡位置的位移成正比，方向总和位移的方向相反。二者的关系为：（1）在平衡位置时，小球位移为零，弹簧拉力与小球重力的合力为零，即（2）在平衡位置下方时，弹簧处于拉伸状态，若竖直向下为正方向，则位移向下为正，小球合力为负，大小为。所以回复力与位移的关系为。（3）在平衡位置上方时，弹簧处于压缩状态（也可能拉伸），则位移向上为负，小球合力为正，大小为：总结：小球在运动过程中所受弹力和重力的合力大小与小球偏离平衡位置的位移成正比，方向总和位移的方向相反。二者的关系为：所以回复力与位移的关系为或：1、定义：物体在跟位移大小成正比

5、，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动叫做简谐运动。二、简谐运动2、简谐运动是最简单、最基本的机械振动，是理想化的振动.3、动力学特征：F回=-kx回复力大小与位移成正比，方向与位移方向相反。常见的简谐运动例1、以弹簧振子为例，振子做简谐运动的过程中，有两点A、A′关于平衡位置对称，则振子(　　)A.在A点和A′点的位移相同B.在A点和A′点的位移大小相同C.在两点处的速度可能相同D.在两点处的加速度可能相同BC针对训练、如图2所示，一弹簧振子在一光滑水平杆上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同，那么，下列说法正确的是()A.

6、振子在M、N两点所受弹簧弹力相同B.振子在M、N两点相对平衡位置的位移相同C.振子在M、N两点加速度大小相等D.从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动C注意：弹力、位移、加速度都是矢量，判断时一定要注意方向是否相同。三、简谐运动的振幅、周期、和频率1、振幅（A）：振动物体离开平衡位置的最大位移叫振幅。如2、周期（T）：振子完成一次全振动的时间叫振动的周期。（注：周期由振动系统自身（比例系数K和振子质量m）决定，与振幅无关。）3、频率（f）：振子在单位时间内完成全振动的次数叫振动的频率。理解要点：1、振幅和位移的关系：（1）对一个特定的振动

7、而言，振幅是不变的，但位移会随时间而变化；（2）振幅是标量，位移是矢量；（3）位移的最大值在数值上等于振幅。2、怎样才算一次全振动？通过分析右图体会一次完整的全振动，特别要注意的是：一个周期时物体肯定回到了出发位置，但物体回到出发位置的时间不一定是一个周期。思考：在一个周期内，质点的位移为多少？路程为多少？例2、弹簧振子在AB间做简谐运动，O为平衡位置，AB间距离是20cm，A到B运动时间是2s，如图3所示，则()A.从O→B→O振子做了一次全振动B.振动周期为2s，振幅是10cmC.从B开始经过6s，振子通过的路程是60cmD.从O开始经过3s，

8、振子处在平衡位置C思考1：若小球从0点出发做简谐运动，则：1、一个周期内路程为多少？4倍振幅2、半个周期内路程为多少？2倍