高中物理機(jī)械振動(dòng)課件

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)機(jī)械振動(dòng)Simpleharmonicmotion第一頁(yè)，共21頁(yè)。1振子以O(shè)點(diǎn)為中心在水平桿方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。振子由B點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，由C點(diǎn)再經(jīng)過(guò)O點(diǎn)回到B點(diǎn)，且OC等于OB,此后振子不停地重復(fù)這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)。以上(yǐshàng)裝置稱為彈簧振子。第二頁(yè)，共21頁(yè)。2彈簧(tánhuáng)振子定義：指理想化處理(chǔlǐ)后的彈簧與小球組成的系統(tǒng)。第三頁(yè)，共21頁(yè)。3彈簧振子(zhènzǐ)的理想化條件〔1〕彈簧(tánhuáng)的質(zhì)量比小球的質(zhì)量小得多，可以認(rèn)為質(zhì)量集中于振子〔小球〕?！?〕小球需體積很小，可當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)(zhìdiǎn)處理?！?〕忽略一切摩擦及阻力作用?！?〕小球從平衡位置拉開(kāi)的位移在彈性限度內(nèi)。第四頁(yè)，共21頁(yè)。4一、機(jī)械振動(dòng)1、定義(dìngyì)：物體〔或物體的一局部〕在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，就叫做機(jī)械振動(dòng)〔振動(dòng)〕第五頁(yè)，共21頁(yè)。52、機(jī)械振動(dòng)的主要特征是：固定的中心位置——平衡位置周期性往復(fù)〔時(shí)間(shíjiān)、空間不斷重復(fù)〕3、產(chǎn)生(chǎnshēng)振動(dòng)必要條件：每當(dāng)物體(wùtǐ)離開(kāi)平衡位置就會(huì)受到回復(fù)力的作用。第六頁(yè)，共21頁(yè)。6機(jī)械振動(dòng)是生活中常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)形式第七頁(yè)，共21頁(yè)。7第八頁(yè)，共21頁(yè)。8回復(fù)(huífù)力振子在振動(dòng)過(guò)程中，所受重力與支持力平衡，振子在離開(kāi)平衡位置O點(diǎn)后，只受到彈簧的彈力作用，這個(gè)力的方向總是指向(zhǐxiànɡ)平衡位置，所以稱為回復(fù)力。第九頁(yè)，共21頁(yè)。9想一想這兩種說(shuō)法正確嗎？振動(dòng)物體始終受到回復(fù)力作用(zuòyòng)？水面浮木上下振動(dòng)時(shí)受到重力、水的浮力和回復(fù)力作用(zuòyòng)？第十頁(yè)，共21頁(yè)。10胡克定律(húkèdìnɡlǜ)在彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈簧振子的回復(fù)力F與振子偏離(piānlí)平衡位置的位移x大小成正比，且方向總是相反，即：這個(gè)關(guān)系(guānxì)在物理學(xué)中叫做胡克定律第十一頁(yè)，共21頁(yè)。11思考(sīkǎo)與討論OABOABCDOABCDOABCDOABCD物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程(guòchéng)中，各物理量如何變化？OABCDOABCDOABCDOBCDAXXXXXXFFFFFF第十二頁(yè)，共21頁(yè)。12物理量變化過(guò)程BOOB’B’OOB

位移（X）方向大小回復(fù)力（F）加速度（a）方向大小速度（V）方向大小向右減小向左減小向左增大(zēnɡdà)向左增大(zēnɡdà)向右增大(zēnɡdà)向左減小向左減小向右減小向右增大向右增大向左增大向右減小OB’B第十三頁(yè)，共21頁(yè)。13想一想簡(jiǎn)諧振動(dòng)物體向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)a減小V也減小？簡(jiǎn)諧振動(dòng)物體向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)a、V方向總是和位移方向相反(xiāngfǎn)？簡(jiǎn)諧振動(dòng)物體向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)回復(fù)力總是跟a反向？和V反向？和位移反向？簡(jiǎn)諧振動(dòng)物體經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)向心力、加速度、速度各有幾種可能性？第十四頁(yè)，共21頁(yè)。14例1、圖所示為一彈簧振子，O為平衡位置，設(shè)向右為正方向，振子在B、C之間振動(dòng)時(shí)〔〕A．B至O位移(wèiyí)為負(fù)、速度為正B．O至C位移(wèiyí)為正、加速度為負(fù)C．C至O位移(wèiyí)為負(fù)、加速度為正D．O至B位移(wèiyí)為負(fù)、速度為負(fù)OCBC第十五頁(yè)，共21頁(yè)。15三、描述(miáoshù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特征的物理量1、全振動(dòng)(zhèndòng)：振動(dòng)(zhèndòng)物體往返一次〔以后完全重復(fù)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)〕的運(yùn)動(dòng)，叫做一次全振動(dòng)(zhèndòng)。2、振幅〔A〕：振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，叫做振幅，用A表示，單位為長(zhǎng)度單位單位，在國(guó)際單位制中為米〔m〕，振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，振幅大表示振動(dòng)強(qiáng)，振幅小表示振動(dòng)弱。振幅的大小(dàxiǎo)反映了振動(dòng)系統(tǒng)能量的大小(dàxiǎo)。第十六頁(yè)，共21頁(yè)。163、周期：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間，叫做(jiàozuò)振動(dòng)的周期用T表示，單位為時(shí)間單位，在國(guó)際單位制中為秒〔s〕。4、頻率(pínlǜ)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)，叫做振動(dòng)的頻率(pínlǜ)。用f表示，在國(guó)際單位制中，頻率(pínlǜ)的單位是赫茲〔Hz〕，三、描述(miáoshù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特征的物理量振動(dòng)周期是描述振動(dòng)快慢的物理量，周期越長(zhǎng)表示振動(dòng)越慢，周期越小表示振動(dòng)越快。頻率是表示振動(dòng)快慢的物理量，頻率越大表示振動(dòng)越快，頻率越小表示振動(dòng)越慢。第十七頁(yè)，共21頁(yè)。171、振幅是一個(gè)標(biāo)量，是指物體(wùtǐ)偏離平衡位置的最大距離。它沒(méi)有負(fù)值，也無(wú)方向，所以振幅不同于最大位移。2、在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，振幅跟頻率或周期無(wú)關(guān)。在一個(gè)穩(wěn)定的振動(dòng)中，物體(wùtǐ)的振幅是不變的。3、振動(dòng)物體(wùtǐ)在一個(gè)全振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程等于4個(gè)振幅，在半個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程等于兩個(gè)振幅，但在四分之一周期內(nèi)通過(guò)的路程不一定等于一個(gè)振幅，與振動(dòng)的起始時(shí)刻有關(guān)。幾點(diǎn)本卷須知(xūzhī)第十八頁(yè)，共21頁(yè)。184、振幅與振動(dòng)的能量有關(guān)，振幅越大，能量越大。5、周期與頻率(pínlǜ)的關(guān)系：T=1/f6、物體的振動(dòng)周期與頻率(pínlǜ)，由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定，與振幅無(wú)關(guān)，所以其振動(dòng)周期稱為固有周期。振動(dòng)頻率(pínlǜ)稱為固有頻率(pínlǜ)。幾點(diǎn)本卷須知(xūzhī)第十九頁(yè)，共21頁(yè)。19例2、一個(gè)彈簧(tánhuáng)振子的振動(dòng)周期是，當(dāng)振子從平衡位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)，