2011年高考物理 简谐运动及其图象总复习课件 新人教版.ppt

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1、●自主学习1．定义：物体在平衡位置附近所做的，叫做机械振动．2．机械振动的条件(1)物体离开平衡位置就受作用．(2)物体运动时所受阻力足够小．往复运动回复力3．回复力：使振动物体返回平衡位置的力．(1)回复力是以效果命名的力，时刻指向位置．(2)回复力是振动物体在振动方向上的合外力．(3)回复力可能是几个力的合力，可能是某一个力，还可能是某一个力的分力．4．平衡位置：物体在振动过程中回复力的位置．【特别提醒】当物体经过平衡位置时，物体受到的合外力不一定等于零，物体也不一定处于平衡状态．如单摆经过平衡位置时合外力指向圆心，

2、产生向心加速度．平衡为零●深化拓展关于平衡位置需认清的几个问题(1)平衡位置是回复力为零的位置．(2)平衡位置不一定是合力为零的位置．例如单摆中摆球运动的平衡位置时受力是不平衡的；处在加速上升的电梯里的单摆停止摆动时仍存在向上的加速度，受力是不平衡的．(3)不同振动系统平衡位置不同：弹簧振子处于平衡位置时，弹簧不一定处于原长，比如在竖直方向的弹簧振子，平衡位置是其弹力等于重力的位置；而单摆的平衡位置也不一定是在竖直的最低点，如在水平匀强电场和重力场共同作用的单摆，平衡位置在电场力与重力的合力方向上．●针对训练简谐运动的平

3、衡位置是指()A．速度为零的位置B．回复力为零的位置C．加速度为零的位置D．位移最大的位置解析：简谐运动的物体，平衡位置是回复力为零的位置，而合外力是否为零，不同的系统是不同的，因此加速度不一定为零，比如单摆在平衡位置时存在向心加速度，简谐运动的物体经过平衡位置时速度最大，位移为零．答案：B●自主学习1．定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动．2．回复力F与位移x的关系式：.“－”表示回复力F与位移x的方向总是相反的．F＝－kx3．简谐运动的两种基本模型(1)弹簧振子如图所示

4、为弹簧振子，它是一种理想化的物理模型，这种模型的小球和水平杆之间的摩擦可以忽略不计，并且弹簧的质量比小球质量小得多，也可以忽略不计．O为平衡位置．回复力由提供，F＝－kx，k为弹簧的劲度系数．弹簧的弹力(2)单摆(理想化模型)如右图所示：①定义：悬挂小球的细线的伸缩和可以忽略，线长又比大得多的装置．②视为简谐运动的条件：③回复力：小球重力，F＝G2＝Gsinθ＝x.质量小球的直径θ<10°.方向的分力沿速度④周期公式：T＝.⑤单摆的等时性：单摆在满足θ<10°条件下做小振幅摆动时，单摆的振动周期与振幅和振子(小球)质量都

5、没有关系．4．简谐运动的图象横轴表示时间t纵横表示某一时刻质点的位移x物理意义表示振动质点的随时间的变化规律图象特点曲线图象位移正弦(或余弦)●深化拓展对简谐运动的理解：(1)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，则某一时刻振子(偏离平衡位置)的位移用该时刻振子所在的位置坐标来表示．振子通过平衡位置时，位移改变方向．(2)速度：描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量．在所建立的坐标轴上，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．应当明确，速度和位移是彼此独立的物理量．如

6、振动物体通过同一个位置，其位移矢量的方向是一定的，而其速度的方向却有两种可能：指向或背离平衡位置．(3)加速度：根据牛顿第二定律，做简谐运动的物体的加速度a＝－.由此可知，加速度的大小跟位移成正比，且方向与位移方向相反．●针对训练一个弹簧振子第一次用力把弹簧压缩x后释放让它振动，第二次把弹簧压缩2x后释放让它振动，则两次振动的周期之比和最大加速度之比分别为()A．1:21:2B．1:11:1C．1:11:2D．1:21:1答案：C●自主学习1．简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，能量．2．受迫振动和共振(1)受迫振动：物

7、体在周期性作用下的振动叫受迫振动．做受迫振动的物体，它的周期或频率等于的周期或频率，而与物体的或固有频率无关．(2)共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到，这就是共振现象．越大驱动力驱动力固有周期驱动力最大●深化拓展1．机械振动的分类(1)按受不受驱动力分类①自由振动：开始给振动系统一定的能量，使其振动起来，以后振子自由运动，不再受其他力的作用．自由振动的周期(或频率)等于它的固有周期(或频率)．②受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动．受迫振动的周期(或频率)等于驱动

8、力周期(或频率)，与物体的固有周期(或频率)无关．(2)按振幅的变化分类①无阻尼振动：振动系统的总能量不变(可以适当补充能量)，振幅不变的振动．无阻尼自由振动是一种理想化的振动．②阻尼振动：振动系统的总能量逐渐减少，振幅逐渐减小的振动．2．共振(一种特殊的受迫振动)条件当驱动力的频率(或周期)跟物体的固有频率(或周期