高一物理 机械振动

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1、§9.1简谐运动教学要求：1、知道什么是简谐运动以及物体在什么样的力作用下做简谐运动。了解简谐运动的若干实例。2、理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化情况。3、知道简谐运动是一种理想化模型以及在什么条件下可以把实际发生的振动看作简谐运动，知道研究简谐运动的意义。教学重点：简谐运动教学难点：一次全振动的含义一、引入新课恒力作用下：匀变速直线运动、平抛运动大小不变，方向变化的力：向心力作用下的匀速圆周运动大小和方向都变化的力：回复力作用下做机械振动二、新课教学：1、机械振动的描述（1）定义

2、：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，简称振动。（2）举例：（3）条件：①每当离开平衡位置，就受到回复力作用；②摩擦阻力足够小。2、弹簧振子（1）弹簧振子轻质弹簧——弹簧质量比小球质量小得多有孔小球——称为振子穿在光滑水平杆上——摩擦阻力忽略不计（2）运动过程分析：①振子往复运动具有周期性；②一次全振动的含义：振子由A点出发，经O点运动到A/，再由A/经O点回到A点完成一次全振动。③振子振动的原因——回复力：每当离开平衡位置，就受到弹簧的弹力作用，方向指向平衡位置，它的作用是使振子能回到平衡位置，所

3、以叫做回复力。注意:回复力是按效果命名的力,它可以是某个力,也可以是某个里的分力,也可以是几个力的合力。F=－kx“负号”：表示回复力与振子的位移方向相反。3、简谐运动（1）定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐运动。典型例子：弹簧振子、单摆的振动。（机械能守恒）（2）简谐运动的的特征：①回复力：物体在往复运动期间，回复力的大小和方向均做周期性变化。物体处于最大位移处时回复力最大，处于平衡位置时回复力最小（等于零）。物体每经平衡位置时，回复力方向改变一次。

4、②加速度：加速度的大小和方向也做周期性变化，，即加速度与位移总是同时增、减且方向相反。位移最大时加速度最大，平衡位置时加速度为零。物体每经平衡位置时，加速度方向改变一次。③振子速度：简谐运动的速度大小和方向也是周期性变化的，物体处于最大位移处时速度最小（等于零），处于平衡位置时速度最大。速度的方向与回复力（加速度）、位移的方向有时相同，有时相反。④振动的能量：物体做简谐运动时动能和势能相互转化，具有周期性，动能和势能的总和叫简谐运动的能量。简谐运动是一种理想化的运动，振动过程中无阻力，所以振动系统机械能守恒。上

5、述各物理量的变化规律见下表（在下一页）：（3）如何证明某个物体的运动是简谐运动？问题：如图所示，试证明将物体向下拉一段距离松手后的运动为简谐运动。证明：设物体的质量为m，弹簧的劲度系数为k，OΔLxx物体平衡时，弹簧伸长量为ΔL，有mg=kΔL以物体的平衡位置为坐标原点O，取向下为正方向，当物体的位移为x，有F=mg－F弹=mg－k（ΔL+x）=－kx所以物体的运动为简谐运动。练习：证明下列各图中物体P的运动为简谐运动：小结：简写运动的规律作业：教材P229：（2）