物理简谐运动

物理简谐运动第1页，课件共24页，创作于2023年2月观察思考?第2页，课件共24页，创作于2023年2月第3页，课件共24页，创作于2023年2月第4页，课件共24页，创作于2023年2月不难看出，小球、滑块和树梢一样，都在某个位置附近往复运动。

物体（或物体的某一部分）在某一位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动，这个位置称为平衡位置。振动现象在自然界中普遍存在。如：钟摆的摆动，水中浮标的上下浮动，挑着物体行走时扁担的颤动，树梢在微风中的摇摆，都是振动。第5页，课件共24页，创作于2023年2月

条件(理想化)：

①小球看成质点②忽略弹簧质量③忽略摩擦力思考：振子的运动是怎样一种运动呢？弹簧振子定义:小球和弹簧所组成的系统.理想化模型弹簧+小球第6页，课件共24页，创作于2023年2月

第7页，课件共24页，创作于2023年2月振子静止在O点时，弹簧没有发生形变，长度为原长。1：弹簧最大伸长的长度OA和最大压缩的长度OA＇有什么关系？2：振子从A经O到A＇和振子从A＇经O到A所用时间有什么关系？3：振子在往复运动过程中的受力有什么特点？OA=OA＇tAA'=tA'A使振子以O为中心做往复运动把振子拉到平衡位置右方A点时，弹簧伸长量为OA，放开振子，观察振子的振动。第8页，课件共24页，创作于2023年2月（1）弹簧振子是指小球和弹簧所组成的系统，这是一种理想化模型．（2）弹簧振子为什么会振动？物体做机械振动时，一定受到指向中心位置的力，这个力的作用总能使物体回到中心位置，这个力叫回复力.回复力是根据力的效果命名的，对于弹簧振子，它是弹力。

回复力可以是弹力，或其它的力，或几个力的合力，或某个力的分力。

在O点，回复力是零，叫振动的平衡位置。第9页，课件共24页，创作于2023年2月弹簧的弹力遵从什么规律？胡克定律：F=KX用什么办法表示他们的反向关系呢？用带负号的数值。F=-KX

如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置，则物体所做的运动叫做简谐运动

简谐运动是一种最简单的、最基本的振动。一切复杂的振动都可以看成是若干简谐运动的叠加。第10页，课件共24页，创作于2023年2月

第11页，课件共24页，创作于2023年2月

第12页，课件共24页，创作于2023年2月

第13页，课件共24页，创作于2023年2月简谐运动中的各个物理量变化规律OA′

A′

A′－O

O

O－A

A

位移

x

速度v

回复力F、加速度a动能势能总机械能向左减小向右增大向右减小动能增大势能减小A向右增大向右减小向左增大动能减小势能增大不变向左最大向右最大

0

0向右最大

0

0向右最大向左最大动能最大势能为0动能为0势能最大动能为0势能最大OAFF

A′第14页，课件共24页，创作于2023年2月

第15页，课件共24页，创作于2023年2月振幅、周期和频率

我们用位移、速度、加速度等物理量来描述匀变速直线运动的特征；用角速度、周期、转速等物理量描述匀速圆周运动的特征。我们用哪些物理量来描述简谐运动的特征呢？1．振幅（A）：

振动物体离开平衡位置的最大距离叫做振动的振幅．振幅是标量．用字母A表示。振幅是反映振动强弱的物理量．2．周期(T)和频率(f)：

振动物体完成一次全振动所用的时间叫做振动的周期．单位时间内完成全振动的次数叫做振动的频率．它们的关系是T＝1/f.第16页，课件共24页，创作于2023年2月二.简谐运动的能量

简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。第17页，课件共24页，创作于2023年2月

如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置0点3cm处的B点，已知小球的质量为1kg，小球离开平衡位置的最大距离为5cm，弹簧的劲度系数为200N/m，求：(1)最大回复力的大小是多少？(2)在B点时小球受到的回复力的大小和方向？(3)此时小球的加速度大小和方向？(4)小球的运动方向怎样？思考OB10N6N，B→O6m/s2B→O

O→B或B→O第18页，课件共24页，创作于2023年2月3简谐运动的回复力和能量小结

一、简谐运动的回复力F=-kx1.回复力:振动物体受到的总是指向平衡位置的力.是物体在振动方向上的合外力.二.简谐运动的能量

简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒.2.简谐运动动力学特点：运动学特点：第19页，课件共24页，创作于2023年2月练1:作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（）

A.速度B.位移

C.回复力D.加速度BCD第20页，课件共24页，创作于2023年2月练2:弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是()A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零B．振子做减速运动，加速度却在增大C．振子向平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反D．振子远离平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反ABD第21页，课件共24页，创作于2023年2月练3:如图所示,是一弹簧振子,设向右方向为正,0为平衡位置，则()A．A→0位移为负值，速度为正值B．0→B时,位移为正值,加速度为负值C．B→0时,位移为负值,速度为负值D．0→A时,位移为负值,加速度为正值ABDABO第22页，课件共24页，创作于2023年2月练4:一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,其中有两个时刻弹簧振子的弹力大小相等,但方向相反,则这两个时刻振子的