选修3-4简谐运动课件

选修3-4简谐运动课件第一节

复习回顾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类平抛运动斜抛运动匀速圆周运动变速圆周运动生活中除这些运动外，常见的运动还有：小鸟飞离树枝后树枝的颤动被手拨动的弹簧片左右往复运动小孩荡秋千的运动摆钟在最低点附近的往复运动这些运动有什么共同特点？1.特点：物体（或物体的一部分）在平衡位置附近做往复运动。我们把这类运动叫做机械振动。简称振动。一、机械振动平衡位置：振子原来静止时的位置。⒉机械振动的主要特征是：“空间运动”的往复性和“时间”上的周期性。（即物体在没有振动时所处的位置）回复力F：3、振动产生的原因是什么呢？①物体一离开平衡位置就受到一个指向平衡位置力的作用②阻力足够小①方向：总指向平衡位置②作用：使振动物体返回平衡位置的力。物体在振动方向（即速度方向）的合力或分力特点：可见，回复力是效果力！位移X:由平衡位置（初位置）指向振动质点所在位置（末位置）的有向线段，是矢量。注：在机械振动中我们说的位移起点都在平衡位置最简单、最基本的振动—————叫简谐振动二、简谐运动1.定义：如果物体所受的回复力与位移大小成正比，方向与位移相反，物体的振动就是简谐运动。2.特点

动力学特点：F=－KX（式中K为常数）运动学特点：注：平衡位置回复力为零，但并不一定是合外力为零的位置3.判断机械振动是否是简谐运动的方法：（1）找振动物体的平衡位置（确定位移）（2）列出物体的位移为X时回复力的表达式（3）判断回复力是否满足F=-kx；(2)条件：①小球看成质点②忽略弹簧质量③忽略摩擦力(1)定义:小球和弹簧所组成的系统.理想化模型弹簧+小球4、弹簧振子思考：弹簧振子的振动是否是简谐运动呢？X（3）探究回复力与位移关系设弹簧的劲度系数为K，振子振动到任意位置A的位移为X，规定F的方向为正方向，则：F=K（－X）=－KX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。证明步骤：1、找平衡位置2、找回复力式3、找F=－kx1、振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离（标量）.三、描述简谐振动的物理量2、周期(T)和频率(f)：3、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。4、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）及回复力的大小和方向都跟开始时的完全一样，这就算是振动物体做了一次全振动。例1、如图弹簧振子在BC间作简谐运动，Ｏ为平衡位置，BC间距离是10cm，从Ｂ到Ｃ运动时间是１s，则（）Ａ．从Ｏ→Ｃ→Ｏ振子完成一个全振动Ｂ．振动周期是１s，振幅是10cmＣ．经过两次全振动，通过的路程是20cmＤ．从Ｂ开始经过５s，振子通过的路程是50cmD例2、一弹簧振子周期为２s，当它从平衡位置向右运动了1.8s时，其运动情况是（）Ａ．向右减速Ｂ．向右加速Ｃ．向左减速Ｄ．向左加速B例3、一质点做简谐运动，在t1和t2两个时刻加速度相同，则在这两个时刻，下列物理量一定相同的是（）A、位移B、速度C、动量D、回复力AD四、简谐运动的能量：简谐运动中动能和势能相互转换，总的机械能保持守恒。在平衡位置动能最大，势能最小。练习1、简谐运动属下列哪一种运动？（）Ａ．匀速直线运动Ｂ．匀变速直线运动Ｃ．匀变速曲线运动Ｄ．加速度改变的变速运动D思考与研讨练习3、一个质点在平衡位置附近做简谐振动,在图的4个函数图像中,正确表达加速度a与对平衡位置的位移x的关系应是().D练习5、如图所示，一弹簧振子在振动过程中，经a、b两点的速度相同，若它从a到b历时0．2s，从b再回到a的最短时间为0