1.1簡諧運動課件

1.1?簡諧運動?復習回憶高中階段我們學過的運動形式有哪些?提示：按運動軌跡分類直線運動曲線運動勻速直線運動變速直線運動勻變速直線運動變加速直線運動拋體運動圓周運動平拋運動斜拋運動勻速圓周運動變速圓周運動MainIdea運動的共同特點？一、機械振動

物體在平衡位置附近的往復運動．2.特點:(1)平衡位置振動停止時物體所在的位置.------“對稱性〞(2)往復運動------“周期性〞1.定義:例題1：以下運動中屬于機械振動的有〔〕A、樹枝在風的作用下的運動B、豎直向上拋出的物體的運動C、說話時聲帶的振動D、爆炸聲引起的窗扇的運動你能再舉出一些例子嗎？ACD

條件(理想化)：

①小球看成質(zhì)點

②忽略彈簧質(zhì)量

③忽略摩擦力思考：振子的運動是怎樣一種運動呢？二、彈簧振子定義:小球和彈簧所組成的系統(tǒng).理想化模型彈簧+小球

三、簡諧運動的回復力彈簧振子所受的合力F與振子位移X的大小成正比，且合力F的方向總是與位移X的方向相反。式中K為彈簧的勁度系數(shù)

由于力F的方向總是與位移X的方向相反，即總是指向平衡位置。它的作用總是要把物體拉回到平衡位置。所以稱為回復力1.定義:2.特點:按力的作用效果命名，方向始終指向平衡位置

使振子回到平衡位置的力3、回復力來源：振動方向上的合外力4.公式:“-〞表示回復力方向始終與位移方向相反.(胡克定律)k----彈簧的勁度系數(shù)(常量)x----振子離開平衡位置的位移,簡稱位移,

方向總是背離平衡位置.(1)大小:(2)方向:總是指向平衡位置.

四、簡諧運動1、定義：如果物體所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置，那么物體所做的運動叫做簡諧運動如：彈簧振子的運動等。簡諧運動是最簡單、最根本的振動。物體做簡諧運動的條件是什么？思考與討論：簡諧運動是什么性質(zhì)的運動？如果質(zhì)點所受的回復力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且始終指向平衡位置〔即與位移方向相反〕,質(zhì)點的運動就是簡諧運動。1.簡諧運動的動力學特點〔條件〕F回=–kx2.簡諧運動的運動學特點〔1〕當物體從最大位移處向平衡位置運動時，由于v與a的方向一致，物體做加速度越來越小的加速運動。〔2〕當物體從平衡位置向最大位移處運動時，由于v與a的方向相反，物體做加速度越來越大的減速運動。簡諧運動是變加速運動3〕、振幅是描述振動強弱的物理量，常用字母A表示。1〕、定義：振動物體離開平衡位置的最大距離，叫做振動的振幅，單位是m。2〕、振幅的大小，直接反映了振子振動能量(E=EK+EP)的上下。1、振幅靜止位置振幅振幅：即平衡位置4〕、振子振動范圍的大小，就是振幅的兩倍2A五、描述簡諧運動的物理量區(qū)分振幅和位移對于一個給定的振動：1、振子的位移是偏離平衡位置的距離，故時刻在變化；但振幅是不變的。2、位移是矢量，振幅是標量，它等于最大位移的數(shù)值。振子的運動最顯著的特點是什么？往復性-重復性-周期性想一想1〕、一次全振動：A/OA

振子在AA/之間振動，O為平衡位置。如果從A點開始運動，經(jīng)O點運動到A/點，再經(jīng)過O點回到A點，就說它完成了一次全振動，此后振子只是重復這種運動?！?〕從O→A→O→A/→O也是一次全振動B2〕、一次全振動的特點：振動路程為振幅的4倍全振動〔2〕從B→A→O→A/→O→B也是一次全振動A/AOB想一想

一個完整的全振動過程，有什么顯著的特點？

在一次全振動過程中，一定是振子連續(xù)兩次以相同速度通過同一點所經(jīng)歷的過程。3)、頻率f：單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，單位：Hz。1)、描述振動快慢的物理量2)、周期T：做簡諧運動的物體完成一次全振動所需的時間，單位：s。s4)、周期和頻率之間的關系：2、周期和頻率f=1/T5)、周期越小，頻率越大，運動越快。試一試如下圖，為一個豎直方向振動的彈簧振子，O為靜止時的位置，當把振子拉到下方的B位置后，從靜止釋放，振子將在AB之間做簡諧運動，給你一個秒表，怎樣測出振子的振動周期T？為了減小測量誤差，采用累積法測振子的振動周期T，即用秒表測出發(fā)生ｎ次全振動所用的總時間t，可得周期為T=t/n

簡諧運動中動能和勢能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變，即機械能守恒。六、簡諧運動的能量

試畫出物體在做簡諧運動時的Ek-t和Ep-t及E-t圖象tE0機械能勢能動能ABO簡諧運動的能量由勁度系數(shù)和振幅決定.勁度系數(shù)越大,振動的能量越大；振幅越大，振動的能量越大.

豎直方向振動的彈簧振子所做的振動是簡諧運動嗎？思考題：[例1]證明:豎直懸掛的彈簧振子做簡諧運動證明步驟：1、找平衡位置2、找回復力3、找F=kx4、找方向關系證明:平衡狀態(tài)時有:

mg=kx0

當向下拉動x長度時彈簧所受的

合外力為

F=-k(x+x0)+mg

=-kx-kx0+m