选修简谐运动PPT学习教案

1、会计学1 选修简谐运动选修简谐运动 复习回 顾 高中阶段我们学过的高中阶段我们学过的运动形式运动形式有哪些有哪些? ? 提示：按运动轨迹分类提示：按运动轨迹分类 直线运直线运 动动 曲线运曲线运 动动 匀速直线运动匀速直线运动 变速直线运动变速直线运动 匀变速直线运动匀变速直线运动 变加速直线运动变加速直线运动 抛体运动抛体运动 圆周运动圆周运动 平抛运动平抛运动 类平抛运动类平抛运动 斜抛运动斜抛运动 匀速圆周运动匀速圆周运动 变速圆周运动变速圆周运动 第1页/共15页 生活中除这些运动外，常见的运动还有：生活中除这些运动外，常见的运动还有： 小鸟小鸟飞飞离离 树枝树枝后后树树 枝的枝的颤动

2、颤动 被手拨动被手拨动 的的弹簧片弹簧片 左右往复左右往复 运动运动 小孩荡秋小孩荡秋 千的运动千的运动 摆钟在最摆钟在最 低点附近低点附近 的往复运的往复运 动动 这些运动有什么共同特点？这些运动有什么共同特点？ 第2页/共15页 我们把这类运动叫做机械振动。简称振动。 一、机械振动一、机械振动 平衡位置：平衡位置： 振子原来静止时的位置振子原来静止时的位置。 机械振动的主要特征是：机械振动的主要特征是：“空间运动空间运动 ”的往复性和的往复性和“时间时间”上的周期性。上的周期性。 （即物体在没有振动时所（即物体在没有振动时所处处的位置）的位置） 第3页/共15页 回复力回复力F： 3、振动

3、产生的原因是什么呢？、振动产生的原因是什么呢？ 物体在振动方向（即速度方向）的合力或分力物体在振动方向（即速度方向）的合力或分力 可见，回复力是效果力！ 第4页/共15页 位移位移 注：注：在机械振动中我们说的在机械振动中我们说的位移起点位移起点都在都在平衡位置平衡位置 最简单、最基本的振动叫简谐振动 二、简谐运动二、简谐运动 1.1.定义：如果物体所受的定义：如果物体所受的回复力与位移大小成正比回复力与位移大小成正比， 方向方向与位移与位移相反，相反，物体的振动就是简谐运动。物体的振动就是简谐运动。 2.2.特点特点 m kx a 动力学特点：F=KX（式中K为常数） 运动学特点： 第5页/

4、共15页 3.3.判断机械振动是否是简谐运动的方法判断机械振动是否是简谐运动的方法： （1 1）找振动物体的平衡位置（确定位移）找振动物体的平衡位置（确定位移） （2 2）列出物体的位移为）列出物体的位移为X X时回复力的表达式时回复力的表达式 （3 3）判断回复力是否满足）判断回复力是否满足F=-kx； (2)(2)条件条件 ：小球看成质点小球看成质点 忽略弹簧质量忽略弹簧质量 忽略摩擦力忽略摩擦力 (1)(1)定义定义: :小球和弹簧所组成的系统小球和弹簧所组成的系统. . 理想化模型理想化模型 弹簧弹簧+ +小球小球 4 4、弹簧振子、弹簧振子 思考：思考： 弹簧振子的振动是否是简谐运动

5、呢？弹簧振子的振动是否是简谐运动呢？ 第6页/共15页 X （3 3）探究回复力与位移关系）探究回复力与位移关系 设弹簧的劲度系数为设弹簧的劲度系数为K K，振子振，振子振 动到任意位置动到任意位置A A的位移为的位移为X X，规，规 定定F F的方向为正方向，则：的方向为正方向，则： F F=K K（X X）=KXKX 所以，弹簧振子是简谐运动所以，弹簧振子是简谐运动 证明：竖直悬挂的弹簧振子在竖直方向的振动也是简谐运动。证明：竖直悬挂的弹簧振子在竖直方向的振动也是简谐运动。 证明步骤：证明步骤： 1 1、找平衡位、找平衡位 置置 2 2、找回复力、找回复力 式式 3 3、找、找F=F=kx

6、kx 第7页/共15页 1、振幅、振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距：振动物体离开平衡位置的最大距 离离（标量）（标量）. 三、描述简谐振动的物理量三、描述简谐振动的物理量 2、周期、周期(T)和频率和频率(f)： 1 f T 3、回复力：使振动物体返回平衡位置的力，、回复力：使振动物体返回平衡位置的力， 它的方向总是指向平衡位置。它的方向总是指向平衡位置。 4、全振动：振动物体往复运动一周后，一切、全振动：振动物体往复运动一周后，一切 运动量（速度、位移、加速度、动量等）及回运动量（速度、位移、加速度、动量等）及回 复力的大小和方向都跟开始时的完全一样，这复力的大小和方向都跟开始时的完全一

7、样，这 就算是振动物体做了一次全振动。就算是振动物体做了一次全振动。 第8页/共15页 例例1、如图弹簧振子在、如图弹簧振子在BC间作简谐运动，间作简谐运动，为平衡为平衡 位置，位置，BC间距离是间距离是10 cm ，从，从到到运动时间是运动时间是 s，则（，则（ ） 从从振子完成一个全振动振子完成一个全振动 振动周期是振动周期是s，振幅是，振幅是10 cm 经过两次全振动，通过的路程是经过两次全振动，通过的路程是20 cm 从从开始经过开始经过s，振子通过的路程是，振子通过的路程是50 cm D 第9页/共15页 例例2、一弹簧振子周期为一弹簧振子周期为s，当它从平衡位，当它从平衡位 置向右

8、运动了置向右运动了1.8 s时，其运动情况是（时，其运动情况是（ ） 向右减速向右减速 向右加速向右加速 向左减速向左减速 向左加速向左加速 B 例例3、一质点做简谐运动，在一质点做简谐运动，在t1和和t2两个时刻两个时刻 加速度相同，则在这两个时刻，下列物理量一加速度相同，则在这两个时刻，下列物理量一 定相同的是定相同的是 （ ） A、 位移位移 B、 速度速度 C、 动量动量 D、 回复力回复力 AD 第10页/共15页 四、四、简谐运动的能量：简谐运动的能量： 简谐运动中动能和势能相互转换，总的简谐运动中动能和势能相互转换，总的 机械能保持守恒。机械能保持守恒。在平衡位置动能最大，势在平

9、衡位置动能最大，势 能最小。能最小。 第11页/共15页 练习练习1、简谐运动属下列哪一种运动？（简谐运动属下列哪一种运动？（ ） 匀速直线运动匀速直线运动 匀变速直线运动匀变速直线运动 匀变速曲线运动匀变速曲线运动 加速度改变的变速运动加速度改变的变速运动 D 思考与研讨思考与研讨 第12页/共15页 练习练习3、一个质点在平衡位置附近做简谐振一个质点在平衡位置附近做简谐振 动动,在图的在图的4个函数图像中个函数图像中,正确表达加速度正确表达加速度a 与对平衡位置的位移与对平衡位置的位移x的关系应是的关系应是( ). D 第13页/共15页 练习练习5、如图所示，一弹簧振子在振动过程中、如图所示，一弹簧振子