11.1-簡(jiǎn)諧振動(dòng)(課件)

1、復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧高中階段我們學(xué)過(guò)的高中階段我們學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)形式有哪些有哪些? ?提示：按運(yùn)動(dòng)軌跡分類提示：按運(yùn)動(dòng)軌跡分類直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)變速直線運(yùn)動(dòng)變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)斜拋運(yùn)動(dòng)斜拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)第十一章第十一章 機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)11.1 簡(jiǎn)諧振動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)思考思考: :這些物體的運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)這些物體的運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)? ?往復(fù)性往復(fù)性有一個(gè)中心位置有一個(gè)中心位置(平衡位置平衡位置)嘗試再舉一些例子？嘗試再舉一些例子？一

2、、機(jī)械振動(dòng)一、機(jī)械振動(dòng) 1、定義：、定義：物體在物體在平衡位置平衡位置附近所做的附近所做的往復(fù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，叫做，叫做機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)通常簡(jiǎn)稱通常簡(jiǎn)稱振動(dòng)振動(dòng)2.特點(diǎn)特點(diǎn):(1)平衡位置平衡位置振動(dòng)停止時(shí)物體所在的位置振動(dòng)停止時(shí)物體所在的位置.-“對(duì)稱性對(duì)稱性”(2)往復(fù)運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng) -“周期性周期性”定義定義:小球和彈簧小球和彈簧所組成的所組成的系統(tǒng)系統(tǒng).彈簧彈簧+ +小球小球二、彈簧振子典型模型典型模型彈簧振子彈簧振子思考：現(xiàn)實(shí)中小球能否一直運(yùn)動(dòng)下去？思考：現(xiàn)實(shí)中小球能否一直運(yùn)動(dòng)下去？ 條件條件(理想化理想化) ： 小球看成質(zhì)點(diǎn)小球看成質(zhì)點(diǎn) 忽略彈簧質(zhì)量忽略彈簧質(zhì)量 忽略摩擦力忽略摩擦力

3、思考思考：振子的運(yùn)動(dòng)是怎樣一種運(yùn)動(dòng)呢？振子的運(yùn)動(dòng)是怎樣一種運(yùn)動(dòng)呢？定義定義:小球和彈簧小球和彈簧所組成的所組成的系統(tǒng)系統(tǒng).理想化模型理想化模型彈簧彈簧+ +小球小球二、彈簧振子試一試試一試l同桌配合，一同學(xué)扶住紙張，另一同學(xué)用同桌配合，一同學(xué)扶住紙張，另一同學(xué)用筆模擬彈簧振子的振動(dòng)，在紙上畫(huà)出振子筆模擬彈簧振子的振動(dòng)，在紙上畫(huà)出振子的運(yùn)動(dòng)軌跡。的運(yùn)動(dòng)軌跡。l思考：是勻速直線運(yùn)動(dòng)嗎？思考：是勻速直線運(yùn)動(dòng)嗎？l如何體現(xiàn)位移隨時(shí)間的變化呢？如何體現(xiàn)位移隨時(shí)間的變化呢？三、振動(dòng)圖像三、振動(dòng)圖像 (位移位移-時(shí)間圖象時(shí)間圖象)1、位移、位移x:振動(dòng)物體的振動(dòng)物體的位移位移x用用從從平衡位平衡位置置指向指

4、向物體所在位置的有向線段物體所在位置的有向線段表示表示. 如圖示，是振子在如圖示，是振子在A、B位置的位移位置的位移xA和和xB 坐標(biāo)原點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn)0平衡位置平衡位置橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)t振動(dòng)時(shí)間振動(dòng)時(shí)間縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)x振子偏離平衡位置的位移振子偏離平衡位置的位移注意：規(guī)定在注意：規(guī)定在0點(diǎn)右邊時(shí)位移為正，左邊時(shí)位移為負(fù)點(diǎn)右邊時(shí)位移為正，左邊時(shí)位移為負(fù).2、畫(huà)法、畫(huà)法:第一個(gè)第一個(gè)1/2周期：周期： 時(shí)間時(shí)間t(s)0t02t03t04t05t06t0位移位移x(cm）-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0第二個(gè)第二個(gè)1/2周期：周期：時(shí)間時(shí)間 t(s)6t07t08t09t010t

5、011t012t0位移位移 x(cm)20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.0(1)描點(diǎn)法描點(diǎn)法2、畫(huà)法、畫(huà)法:如如何何改改進(jìn)？進(jìn)？如圖是彈簧振子的如圖是彈簧振子的頻閃照片頻閃照片。頻閃儀每隔頻閃儀每隔固定固定時(shí)間時(shí)間閃光一次，閃光一次，閃光的瞬間振子被照亮，拍攝閃光的瞬間振子被照亮，拍攝時(shí)底片從下向上時(shí)底片從下向上勻速勻速運(yùn)動(dòng)，因運(yùn)動(dòng)，因此在底片上留下了小球和彈簧此在底片上留下了小球和彈簧的一系列的像，相鄰兩個(gè)像之的一系列的像，相鄰兩個(gè)像之間相隔間相隔相等相等時(shí)間時(shí)間。 四、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)四、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1、定義：、定義： 質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函

6、數(shù)正弦函數(shù)的規(guī)律的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖像（，即它的振動(dòng)圖像（x-t圖像）是一條圖像）是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)叫做正弦曲線，這樣的振動(dòng)叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).如：彈簧振子的運(yùn)動(dòng)等。如：彈簧振子的運(yùn)動(dòng)等。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)。 2、振動(dòng)圖象、振動(dòng)圖象(x-t圖象圖象)橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)時(shí)間；縱坐標(biāo)時(shí)間；縱坐標(biāo)偏離平衡位置的位移偏離平衡位置的位移振動(dòng)圖象是一條正弦曲線振動(dòng)圖象是一條正弦曲線. .類似應(yīng)用類似應(yīng)用繪制地震曲線的裝置繪制地震曲線的裝置思考思考1、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象就是物體的、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象就是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？2、由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象判斷簡(jiǎn)諧、由簡(jiǎn)諧

7、運(yùn)動(dòng)的圖象判斷簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)屬于哪一種運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)屬于哪一種運(yùn)動(dòng)？變加速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng) 回復(fù)力回復(fù)力 回復(fù)力是指振動(dòng)物體所受的總是指向平回復(fù)力是指振動(dòng)物體所受的總是指向平衡位置的合外力衡位置的合外力 .kxF回復(fù)力的公式為回復(fù)力的公式為kxF(胡克定律)k -彈簧的勁度系數(shù)彈簧的勁度系數(shù)(常量常量)x 形變量形變量大小大小:OB 偏離平衡位置的位移偏離平衡位置的位移說(shuō)明：說(shuō)明：1. “-”1. “-”表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反。表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反。2.2.回復(fù)力是根據(jù)力的作用效果命名的，類似于向心力回復(fù)力是根據(jù)力的作用效果命名的，類似于向心力3.3.回復(fù)力的方向是回復(fù)力的方

8、向是“指向平衡位置指向平衡位置”。 如圖所示，某一時(shí)刻彈簧振子的小球運(yùn)動(dòng)如圖所示，某一時(shí)刻彈簧振子的小球運(yùn)動(dòng)到平衡位置右側(cè)，距平衡位置到平衡位置右側(cè)，距平衡位置O O點(diǎn)點(diǎn)3cm3cm處的處的B B點(diǎn)，點(diǎn)，已知小球的質(zhì)量為已知小球的質(zhì)量為1kg1kg，小球離開(kāi)平衡位置的，小球離開(kāi)平衡位置的最大距離為最大距離為5cm5cm，彈簧的勁度系數(shù)為，彈簧的勁度系數(shù)為200N/m200N/m，求：求：（1 1）最大回復(fù)力的大小是多少？）最大回復(fù)力的大小是多少？（2 2）在）在B B點(diǎn)時(shí)小球受到的回復(fù)力的大小和方向？點(diǎn)時(shí)小球受到的回復(fù)力的大小和方向？（3 3）此時(shí)小球的加速度大小和方向？）此時(shí)小球的加速度大小

9、和方向？（4 4）小球的運(yùn)動(dòng)方向怎樣？）小球的運(yùn)動(dòng)方向怎樣？思考思考OB BBO O CC O OOB位移位移x大小 方向 回復(fù)力回復(fù)力F F大小 方向 加速度加速度a a大小 方向 速度速度v v大小 方向 OC最大最大向右向右向左向左向右向右最大最大向左向左最大最大向右向右0減小減小增大增大減小減小向左向左減小減小減小減小增大增大向右向右向右向右向右向右000最大最大向右向右增大增大增大增大向左向左向右向右增大增大向左向左減小減小向右向右最大最大向右向右最大最大向左向左最大最大向左向左0減小減小向右向右減小減小減小減小向左向左向左向左增大增大向左向左000最大最大向左向左增大增大增大增大向右向右向左向左振振物理量物理量變變化化規(guī)規(guī)律律子子位位置置簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中振子的受力及運(yùn)動(dòng)情況分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中振子的受力及運(yùn)動(dòng)情況分析一、機(jī)械振動(dòng)：一、機(jī)械振動(dòng)： 1.定義定義:物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng). 2.特點(diǎn)特點(diǎn): 對(duì)稱性對(duì)稱性; 周期性周期性.二、彈簧振子模型：二、彈簧振子模型： 1.小球看成質(zhì)點(diǎn)小球看成質(zhì)點(diǎn); 2.忽略彈簧質(zhì)量忽略彈簧質(zhì)量; 3.忽略摩忽略摩