1.1简谐运动课件

1.1?简谐运动?复习回忆高中阶段我们学过的运动形式有哪些?提示：按运动轨迹分类直线运动曲线运动匀速直线运动变速直线运动匀变速直线运动变加速直线运动抛体运动圆周运动平抛运动斜抛运动匀速圆周运动变速圆周运动MainIdea运动的共同特点？一、机械振动

物体在平衡位置附近的往复运动．2.特点:(1)平衡位置振动停止时物体所在的位置.------“对称性〞(2)往复运动------“周期性〞1.定义:例题1：以下运动中属于机械振动的有〔〕A、树枝在风的作用下的运动B、竖直向上抛出的物体的运动C、说话时声带的振动D、爆炸声引起的窗扇的运动你能再举出一些例子吗？ACD

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？二、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

三、简谐运动的回复力弹簧振子所受的合力F与振子位移X的大小成正比，且合力F的方向总是与位移X的方向相反。式中K为弹簧的劲度系数

由于力F的方向总是与位移X的方向相反，即总是指向平衡位置。它的作用总是要把物体拉回到平衡位置。所以称为回复力1.定义:2.特点:按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置

使振子回到平衡位置的力3、回复力来源：振动方向上的合外力4.公式:“-〞表示回复力方向始终与位移方向相反.(胡克定律)k----弹簧的劲度系数(常量)x----振子离开平衡位置的位移,简称位移,

方向总是背离平衡位置.(1)大小:(2)方向:总是指向平衡位置.

四、简谐运动1、定义：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，那么物体所做的运动叫做简谐运动如：弹簧振子的运动等。简谐运动是最简单、最根本的振动。物体做简谐运动的条件是什么？思考与讨论：简谐运动是什么性质的运动？如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置〔即与位移方向相反〕,质点的运动就是简谐运动。1.简谐运动的动力学特点〔条件〕F回=–kx2.简谐运动的运动学特点〔1〕当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动。〔2〕当物体从平衡位置向最大位移处运动时，由于v与a的方向相反，物体做加速度越来越大的减速运动。简谐运动是变加速运动3〕、振幅是描述振动强弱的物理量，常用字母A表示。1〕、定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅，单位是m。2〕、振幅的大小，直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的上下。1、振幅静止位置振幅振幅：即平衡位置4〕、振子振动范围的大小，就是振幅的两倍2A五、描述简谐运动的物理量区分振幅和位移对于一个给定的振动：1、振子的位移是偏离平衡位置的距离，故时刻在变化；但振幅是不变的。2、位移是矢量，振幅是标量，它等于最大位移的数值。振子的运动最显著的特点是什么？往复性-重复性-周期性想一想1〕、一次全振动：A/OA

振子在AA/之间振动，O为平衡位置。如果从A点开始运动，经O点运动到A/点，再经过O点回到A点，就说它完成了一次全振动，此后振子只是重复这种运动。〔1〕从O→A→O→A/→O也是一次全振动B2〕、一次全振动的特点：振动路程为振幅的4倍全振动〔2〕从B→A→O→A/→O→B也是一次全振动A/AOB想一想

一个完整的全振动过程，有什么显著的特点？

在一次全振动过程中，一定是振子连续两次以相同速度通过同一点所经历的过程。3)、频率f：单位时间内完成的全振动的次数，单位：Hz。1)、描述振动快慢的物理量2)、周期T：做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间，单位：s。s4)、周期和频率之间的关系：2、周期和频率f=1/T5)、周期越小，频率越大，运动越快。试一试如下图，为一个竖直方向振动的弹簧振子，O为静止时的位置，当把振子拉到下方的B位置后，从静止释放，振子将在AB之间做简谐运动，给你一个秒表，怎样测出振子的振动周期T？为了减小测量误差，采用累积法测振子的振动周期T，即用秒表测出发生ｎ次全振动所用的总时间t，可得周期为T=t/n

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。六、简谐运动的能量

试画出物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及E-t图象tE0机械能势能动能ABO简谐运动的能量由劲度系数和振幅决定.劲度系数越大,振动的能量越大；振幅越大，振动的能量越大.

竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？思考题：[例1]证明:竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动证明步骤：1、找平衡位置2、找回复力3、找F=kx4、找方向关系证明:平衡状态时有:

mg=kx0

当向下拉动x长度时弹簧所受的

合外力为

F=-k(x+x0)+mg

=-kx-kx0+m