【物理】11.1《简谐运动》精品课件(新人教版选修3-4)16.ppt

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1、第一、二节简谐运动机械振动Simpleharmonicmotion想一想——进入高中以来，我们主要学习了哪几种形式的运动?请说出各运动的名称及每种运动所对应的受力情况。1.匀速直线运动2.匀变速直线运动3.平抛运动4.匀速圆周运动机械振动是生活中常见的运动形式一、机械振动1、定义：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振动（振动）2、机械振动的主要特征是：“空间运动”的往复性和“时间”上的周期性。3、产生振动有两个必要条件：（1）每当物体离开平衡位置就会受到回复力的作用。（2）阻力足够小。二、简谐运动振子以O点为中心在水平杆方向做往复运动。振子由B点开始运

2、动，经过O点运动到C点，由C点再经过O点回到B点，且OC等于OB,此后振子不停地重复这种往复运动。以上装置称为弹簧振子。弹簧振子定义：指理想化处理后的弹簧与小球组成的系统。弹簧振子的理想化条件（1）弹簧的质量比小球的质量小得多，可以认为质量集中于振子（小球）。（2）小球需体积很小，可当做质点处理。（3）忽略一切摩擦及阻力作用。（4）小球从平衡位置拉开的位移在弹性限度内。常见简谐运动：常见简谐运动：回复力振子在振动过程中，所受重力与支持力平衡，振子在离开平衡位置O点后，只受到弹簧的弹力作用，这个力的方向跟振子离开平衡位置的位移方向相反，总是指向平衡位置，所以称为回复力。胡克定律在弹簧发

3、生弹性形变时，弹簧振子的回复力F与振子偏离平衡位置的位移x大小成正比，且方向总是相反，即：这个关系在物理学中叫做胡克定律式中k是弹簧的劲度系数。负号表示回复力的方向跟振子离开平衡位置的位移方向相反。定义:物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动，叫做简谐运动。说明:判断是否作简谐振动的依据是简谐运动中位移、加速度、速度、动量、动能、势能的变化规律平衡位置:振动物体能够静止时的位置。（1）振动中的位移x都是以平衡位置为起点的，因此，方向就是从平衡位置指向末位置的方向，大小就是这两位置间的距离，两个“端点”位移最大，在平衡位置位移为零。位移随时间变化关系图是正弦或余弦

4、曲线.思考:怎样才能描绘位移随时间变化图线?（2）加速度a在两个“端点”最大，在平衡位置为零，方向总指向平衡位置。简谐运动中位移、加速度、速度、动量、动能、势能的变化规律（3）速度大小v与加速度a的变化恰好相反，在两个“端点”为零，在平衡位置最大，除两个“端点”外任何一个位置的速度方向都有两种可能。注意：动量的变化与速度的变化规律是一样的a=-kx/mX能量随时间变化能量随空间变化（6）在简谐运动中，完成P6的表格（5）能量变化：机械能守恒，动能和势能是互余的。简谐运动中位移、加速度、速度、动量、动能、势能的变化规律物理量变化过程BOOB’B’OOB位移（X）方向大小回复力（F）加速

5、度（a）方向大小速度（V）方向大小动能大小势能大小向右减小向左减小向左增大增大减小向左增大向右增大向左减小减小增大向左减小向右减小向右增大增大减小向右增大向左增大向右减小减小增大OB’B例1、图所示为一弹簧振子，O为平衡位置，设向右为正方向，振子在B、C之间振动时（）A．B至O位移为负、速度为正B．O至C位移为正、加速度为负C．C至O位移为负、加速度为正D．O至B位移为负、速度为负OCBC简谐运动的特点：1、简谐振动是最简单、最基本的运动，简谐振动是理想化的振动。2、回复力与位移成正比而方向相反，总是指向平衡位置。3、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

6、恒。4、简谐运动是一种非匀变速运动。5、位移随时间变化关系图是正弦或余弦曲线.简谐运动弹簧振子---------理想化物理模型2、产生条件（1）有回复力作用（2）阻力足够小回复力的特点：F=-kx各物理量分析OA’A1、定义机械振动小结1、简谐运动属于哪一种运动（）A、匀加速运动B、匀减速运动C、匀速运动D、非匀变速运动D思考与讨论思考与讨论2、作简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（）A、速度B、位移C、回复力D、加速度E、动量F、动能CBDF3、做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（）A、速度一定为正值，加速度一定为正值。B、速度不一定为正值，

7、但加速度一定为正值。C、速度一定为负值，加速度一定为正值。D、速度不一定为负值，加速度一定为负值。思考与讨论B4．做简谐振动的弹簧振子受到的回复力与位移的关系可用图中哪个图正确表示出来？（）C思考与讨论5、根据振子的运动图象回答：a、图中各点表示平衡位置的有___b、开始振动时，振子的所处的位置是_____(平衡位置，最大位移）c、振子的周期，频率是________.d、振子的振幅是____振子在6秒内通过的路程_____.e、c点的位移____回复力方向