高中物理 第一章 机械振动 第1节 简谐运动教学案 教科版选修3-4

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1、第1节简_谐_运_动1.回复力是使物体回到平衡位置的力，其方向指向平衡位置，简谐运动的回复力满足关系式：F＝－kx。2．由平衡位置指向物体所在位置的有向线段为物体的位移，振动物体离开平衡位置的最大距离为振幅，物体在一个周期内的路程为四个振幅，但四分之一周期内的路程不一定为一个振幅。3．振子做简谐运动时，振动能量不变，振子远离平衡位置时，动能减小，势能增大。机械振动与简谐运动[自读教材·抓基础]1．机械振动(1)机械振动：物体(或物体的某一部分)在某一位置两侧所做的往复运动，简称振动。(2)平衡位置

2、：物体能静止的位置(即机械振动的物体所围绕振动的位置)。2．简谐运动(1)回复力：①概念：当物体偏离平衡位置时受到的指向平衡位置的力。②效果：总是要把振动物体拉回至平衡位置。(2)简谐运动：①定义：如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置，则物体所做的运动叫做简谐运动。②公式描述：F＝－kx(其中F表示回复力，x表示相对平衡位置的位移，k为比例系数，“－”号表示F与x方向相反)。非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人

3、的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。[跟随名师·解疑难]1．弹簧振子应满足的条件(1)质量：弹簧质量比小球质量小得多，可以认为质量只集中于振子(小球)上。(2)体积：弹簧振子中与弹簧相连的小球的体积要足够小，可以认为小球是一个质点。(3)阻力：在振子振动过程中，忽略弹簧与小球受到的各种阻力。(4)弹性限度：振子从平衡位置拉开的最大位移在弹簧的弹性限度内。2．简谐运动的位移(1)定义：振动位移可用从平衡位置指向振子所在位置的有向线段表示，方向为从平衡位置指向振子所在位置

4、，大小为平衡位置到该位置的距离。(2)位移的表示方法：以平衡位置为坐标原点，以振动所在的直线为坐标轴，规定正方向，则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示。3．简谐运动的回复力(1)由F＝－kx知，简谐运动的回复力大小与振子的位移大小成正比，回复力的方向与位移的方向相反，即回复力的方向总是指向平衡位置。(2)公式F＝－kx中的k指的是回复力与位移的比例系数，而不一定是弹簧的劲度系数，系数k由振动系统自身决定。4．简谐运动的速度(1)物理含义：速度是描述振子在平衡位置附近振动

5、快慢的物理量。在所建立的坐标轴(也称为“一维坐标系”)上，速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反。(2)特点：如图1－1－1所示为一简谐运动的模型，振子在O点速度最大，在A、B两点速度为零。图1－1－15．简谐运动的加速度(1)计算方法：a＝－，式中m表示振子的质量，k表示比例系数，x表示振子距平衡位置的位移。(2)特点：加速度大小随位移呈线性变化，方向只在平衡位置发生改变。[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)下列说法正确的是(　　)A．弹簧振子的运动是简谐运动B．

6、简谐运动是机械运动中最简单、最基本的一种非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。C．做简谐运动的物体每次经过同一位置时，其速度、位移都相同D．做简谐运动的物体在平衡位置两侧对称的位置上，其速度、位移都反向解析：选A　弹簧振子是简谐运动中的一个理想模型，其运动是简谐运动，选项A正确；机械运动中最基本、最简单的运动形式是匀速直线运动，选项B错误；根据简谐运动中位移的概念，物体每次经过同一

7、位置时，位移都相同，但在同一位置，既可能向平衡位置运动，也可能远离平衡位置，因此速度方向不确定，选项C错误；同理，在平衡位置两侧对称的位置上，位移方向相反，速度方向可能相同，也可能相反，选项D错误。振幅、周期和频率[自读教材·抓基础]1．振幅(A)(1)定义：振动物体离开平衡位置的最大距离。(2)物理意义：表示振动强弱，是标量。2．全振动简谐运动的物体完成一个完整的振动过程。3．周期(T)和频率(f)内容周期频率定义做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间单位时间内完成全振动的次数单位秒(s)赫

8、兹(Hz)物理含义都是表示振动快慢的物理量联系T＝[跟随名师·解疑难]1．对全振动的理解(1)全振动的定义：振动物体以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程，叫做一次全振动。(2)正确理解全振动的概念，还应注意把握全振动的四个特征。①物理量特征：位移(x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同时与初始状态相同。②时间特征：历时一个周期。非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视