《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)》課件(3)

1、1第一章：機(jī)械振動(dòng)第一章：機(jī)械振動(dòng)第第1 1節(jié)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)節(jié)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)2復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧高中階段我們學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)形式有哪些高中階段我們學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)形式有哪些? ?提示：按運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi)提示：按運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi)直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)變速直線運(yùn)動(dòng)變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)斜拋運(yùn)動(dòng)斜拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)34以上各種運(yùn)動(dòng)有什么共同特征呢？以上各種運(yùn)動(dòng)有什么共同特征呢？思思考考1 1中心位置（平衡位置）中心位置（平衡位置）2 2往復(fù)運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械振動(dòng)：機(jī)械振

2、動(dòng)：物體在物體在平衡位置平衡位置附近（沿直線或曲線）附近（沿直線或曲線）所做的所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通常簡(jiǎn)稱為，通常簡(jiǎn)稱為振動(dòng)振動(dòng)。51定義定義2兩個(gè)條件兩個(gè)條件()受到受到回復(fù)力回復(fù)力的作用的作用()受到的阻力足夠小受到的阻力足夠小物體在物體在平衡位置平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一一、機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)6（1 1）平衡位置平衡位置：振動(dòng)物體停止振動(dòng)時(shí)所處：振動(dòng)物體停止振動(dòng)時(shí)所處的位置，即回復(fù)力等于零的位置。的位置，即回復(fù)力等于零的位置。（2 2）位移位移X X：從：從平衡位置平衡位置指向物體所在位置指向物體所在位置的有向線段的有向線段. . （3 3）回復(fù)力回復(fù)力F F：

3、使振動(dòng)物體返回平衡位置的使振動(dòng)物體返回平衡位置的力，它的方向總是指向平衡位置。力，它的方向總是指向平衡位置。回復(fù)力是根據(jù)（回復(fù)力是根據(jù)（ ）命名的。）命名的。3幾個(gè)概念幾個(gè)概念效果效果7例題1：下列運(yùn)動(dòng)中屬于機(jī)械振動(dòng)的是 （ ）A樹(shù)枝在風(fēng)的作用下的運(yùn)動(dòng)B豎直向上拋出的物體的運(yùn)動(dòng)C說(shuō)話時(shí)聲帶的振動(dòng)D爆炸聲引起的窗扇的運(yùn)動(dòng) 你能再舉出一些例子嗎？你能再舉出一些例子嗎？ACD89 條件條件(理想化理想化) ： 小球看成質(zhì)點(diǎn)小球看成質(zhì)點(diǎn) 忽略彈簧質(zhì)量忽略彈簧質(zhì)量 忽略摩擦力忽略摩擦力 思考：思考：振子的運(yùn)動(dòng)是怎樣一種運(yùn)動(dòng)呢？振子的運(yùn)動(dòng)是怎樣一種運(yùn)動(dòng)呢？二、彈簧振子二、彈簧振子1定義：小球和彈簧所組成的

4、系統(tǒng)定義：小球和彈簧所組成的系統(tǒng).理想化模型理想化模型彈簧彈簧+ +小球小球102分析振動(dòng)原因在在O O點(diǎn)右側(cè)點(diǎn)右側(cè) 彈簧被拉伸彈簧被拉伸在在O O點(diǎn)左側(cè)點(diǎn)左側(cè) 彈簧被壓縮彈簧被壓縮FF結(jié)論：結(jié)論：彈簧振子所受的彈力始終指彈簧振子所受的彈力始終指向平衡位置，即指向（向平衡位置，即指向（O O）回復(fù)力的方向回復(fù)力的方向 振子振子所在位置所在位置平衡位置平衡位置11O AE討論并判斷下圖振子的位移方向討論并判斷下圖振子的位移方向振子的振子的位移位移：平衡位置平衡位置振子振子所在位置所在位置O AExx方向向右方向向右 大小大小 OE方向向右方向向右 大小大小 OE運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的位移呢點(diǎn)的位移呢

5、12彈簧振子的回復(fù)力與位移的關(guān)系彈簧振子的回復(fù)力與位移的關(guān)系結(jié)論：結(jié)論：a aF F與與X X方向始終相反方向始終相反bF F的大小的大小= =kXkXF=-kX1討論兩者的方向關(guān)系討論兩者的方向關(guān)系2討論兩者的大小關(guān)系討論兩者的大小關(guān)系133什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？回復(fù)力的特點(diǎn)：回復(fù)力的特點(diǎn)：F= -F= -kxkx 簡(jiǎn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)：諧振動(dòng)：物體在跟偏離平衡位置物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)這是判斷一種運(yùn)動(dòng)是否是簡(jiǎn)諧振動(dòng)的依據(jù)。這是判斷一種運(yùn)動(dòng)是否是簡(jiǎn)諧振動(dòng)的依據(jù)。14簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)

6、單、最基本的振動(dòng)。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)。 15討論簡(jiǎn)諧振動(dòng)中各物理量的變化情況討論簡(jiǎn)諧振動(dòng)中各物理量的變化情況16物理量 變化過(guò)程A OO AA OO A 位移（X）方向大小回復(fù)力（F）加速度（a）方向大小速度（V）方向大小動(dòng)能大小勢(shì)能大小向右向右減小減小向左向左減小減小向左向左增大增大增大增大減小減小向左向左增大增大向右向右增大增大向左向左減小減小減小減小增大增大向左向左減小減小向右向右減小減小向右向右增大增大增大增大減小減小向右向右增大增大向左向左增大增大向右向右減小減小減小減小增大增大OAA174簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換，總的機(jī)

7、械能保持守恒。和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換，總的機(jī)械能保持守恒。在平衡位置動(dòng)能最大，勢(shì)能最小。在平衡位置動(dòng)能最大，勢(shì)能最小。位移回復(fù)力加速度速度動(dòng)能勢(shì)能平衡位置O0 00maxmax0最大位移A A,maxmaxmax00max18拓展拓展思考：思考：1 1平衡位置在何處平衡位置在何處 2回復(fù)力由誰(shuí)提供回復(fù)力由誰(shuí)提供195簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（）（）周期性：周期性：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過(guò)一個(gè)周期簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過(guò)一個(gè)周期或個(gè)周期后，能回復(fù)到原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因或個(gè)周期后，能回復(fù)到原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，要注意多解的可能性或需此處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，要注意多解的可能性或需定出結(jié)果的通式。定出結(jié)果的通式

8、。（）（）對(duì)稱性對(duì)稱性簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體在振動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體在振動(dòng)過(guò)程中，其位移、速度、回復(fù)力、加速度等物理量中，其位移、速度、回復(fù)力、加速度等物理量的大小關(guān)于平衡位置對(duì)稱。具有對(duì)稱性的過(guò)程的大小關(guān)于平衡位置對(duì)稱。具有對(duì)稱性的過(guò)程所用時(shí)間也是相等的。所用時(shí)間也是相等的。20簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)彈簧振子彈簧振子-理想化物理模型理想化物理模型2 2、產(chǎn)生條件、產(chǎn)生條件（1 1）有回復(fù)力作用）有回復(fù)力作用（2 2）阻力足夠?。┳枇ψ銐蛐』貜?fù)力的特點(diǎn)：回復(fù)力的特點(diǎn)：F= -F= -kxkx 各物理量分析各物理量分析O OAAA A1、定義、定義機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)小結(jié)211 1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)屬于哪一種運(yùn)動(dòng)（簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

9、屬于哪一種運(yùn)動(dòng)（ ） A A、勻加速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng) B B、勻減速運(yùn)動(dòng)勻減速運(yùn)動(dòng) C C、勻速運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng) D D、非勻變速運(yùn)動(dòng)非勻變速運(yùn)動(dòng)D思考與討論思考與討論222振子連續(xù)兩次通過(guò)振子連續(xù)兩次通過(guò)P位置，下列各量哪位置，下列各量哪些是相同的？些是相同的？位移（位移（ ）回復(fù)力（回復(fù)力（ ）加速度（加速度（ ）動(dòng)能（動(dòng)能（ ）勢(shì)能（勢(shì)能（ ）速率（速率（ ）速度（速度（ ）OBAPx練習(xí)練習(xí)思考與討論思考與討論233 3做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)位移為負(fù)值時(shí)，以下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)位移為負(fù)值時(shí)，以下說(shuō)法正確的是：說(shuō)法正確的是： A A、速度一定為正值，加速度一定為正值。速度一定為正值，加速度一

10、定為正值。 B B、速度不一定為正值，但加速度一定為正值。速度不一定為正值，但加速度一定為正值。 C C、速度一定為負(fù)值，加速度一定為正值。速度一定為負(fù)值，加速度一定為正值。 D D、速度不一定為負(fù)值，加速度一定為負(fù)值。速度不一定為負(fù)值，加速度一定為負(fù)值。 思考與討論思考與討論B24 1 1、振子的運(yùn)動(dòng)情況分別是下列說(shuō)法的哪一個(gè)：、振子的運(yùn)動(dòng)情況分別是下列說(shuō)法的哪一個(gè)：在由在由C C到到O O的過(guò)程中：的過(guò)程中：（ ）由由O O到到B B的過(guò)程中：的過(guò)程中：（ ）A A勻加速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)B B加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)C C加速度不斷增大的加速運(yùn)動(dòng)加速度不斷增大的加速運(yùn)動(dòng)D D加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)E E加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)BEOBCx拓展拓展例225 2 2、如圖，質(zhì)量為、如圖，質(zhì)量為m m的物體的物體A A放置在質(zhì)量為放置在質(zhì)量為M M的的物體物體B B上，上，B B與彈簧相連，它們一起在光滑水平與彈簧相連，它們一起在光滑水平面上做簡(jiǎn)