《简谐运动》课件.ppt

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1、1.1《简谐运动》思考：1.什么是机械振动？有什么特点？1.什么是简谐运动？有什么特点？3.知道描述简谐运动的物理量。复习回顾高中阶段我们学过的运动形式有哪些?提示：按运动轨迹分类直线运动曲线运动匀速直线运动变速直线运动匀变速直线运动变加速直线运动抛体运动圆周运动平抛运动斜抛运动匀速圆周运动变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.特点:(1)平衡位置(2)往复运动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

2、足够小。二、简谐运动条件(理想化)：①小球看成质点②忽略弹簧质量③忽略摩擦力④小球从平衡位置拉开的位移在弹性限度内。思考：振子的运动是怎样一种运动呢？1.弹簧振子定义:小球和弹簧所组成的系统.理想化模型弹簧+小球2.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。回复力：使振动物体返回平衡位置的力。特点：①方向：总指向平衡位置②回复力是按效果命名的力，回复力可以是物体受到的一个力,也可以是物体所受某一个力的分力,还可以是物体受到

3、的合外力平衡位置:平衡位置是指回复力为零的位置，但并不一定是合外力为零的位置（单摆）3.知识回顾：胡克定律在弹簧发生弹性形变时，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:物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置，则物体所做的运动叫做简谐运动。说明:判断是否作简谐振动的依据是4.简谐运动：①K------比例系数②x-------位移：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量③

4、“－”表示回复力与位移的方向相反．5.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.例、试判断下列机械振动是否是简谐运动判断机械振动是否是简谐运动的方法：（1）找振动物体的平衡位置（2）列出物体的位移为X时回复力的表达式（3）判断回复力是否满足F=-kx；光滑斜面6.简谐运动的实例简谐运动是最简单、最基本的振动。（1）位移：振

5、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。（2）回复力：指向平衡位置，与位移方向相反，平衡位置为零，两端点最大。（3）回复加速度：复习：xx振子的振动是变加速运动（4）.简谐运动的三个特征：（1）简谐运动物体的受力特征：F=-kx；（2）简谐运动的能量特征：机械能守恒；（3）简谐运动的运动特征：变加速运动。三、描述简谐运动特征的物理量1、全振动：振动物体往返一次（以后完全重复原来的运动）的运动，叫做一次全振动。2、振幅（A）：振动物体离开平衡位置的最

6、大距离，叫做振幅，用A表示，单位为长度单位单位，在国际单位制中为米（m），振幅是描述振动强弱的物理量，振幅大表示振动强，振幅小表示振动弱。振幅的大小反映了振动系统能量的大小。3、周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动的周期用T表示，单位为时间单位，在国际单位制中为秒（s）。4、频率：单位时间内完成全振动的次数，叫做振动的频率。用f表示，在国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hz），振动周期是描述振动快慢的物理量，周期越长表示振动越慢，周期越小表示振动越快。频率是表示振动快慢的物理量，频率越大表示振动越快，频率越小表示振动越慢。思考题：1

7、、振幅就是最大位移吗？振幅是一个标量，指物体偏离平衡位置的最大距离。它没有负值，也无方向，所以振幅不同于最大位移。2、频率越大，振幅就越大吗？在简谐运动中，振幅跟频率或周期无关。在一个稳定的振动中，物体的振幅是不变的。3、一次全振动通过的路程是几个振幅？半个周期内通过几个振幅？四分之一周期内通过几个振幅？振动物体在一个全振动过程中通过的路程等于4个振幅，在半个周期内通过的路程等于两个振幅，但在四分之一周期内通过的路程不一定等于一个振幅，与振动的起始时刻有关。1T通过路程S=4A,1/2T路程S=2A4、振幅越大，能量越大吗？振幅与振动的能量有关，振幅越

8、大，能量越大。5、振动频率与哪些因素有关？物体的振动周期与频率，由振动系统本身的性质决定，与振