物理簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

物理簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)第1頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六觀察思考?第2頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第3頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第4頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六不難看出，小球、滑塊和樹(shù)梢一樣，都在某個(gè)位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

物體（或物體的某一部分）在某一位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，叫做機(jī)械振動(dòng)，通常簡(jiǎn)稱為振動(dòng)，這個(gè)位置稱為平衡位置。振動(dòng)現(xiàn)象在自然界中普遍存在。如：鐘擺的擺動(dòng)，水中浮標(biāo)的上下浮動(dòng)，挑著物體行走時(shí)扁擔(dān)的顫動(dòng)，樹(shù)梢在微風(fēng)中的搖擺，都是振動(dòng)。第5頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

條件(理想化)：

①小球看成質(zhì)點(diǎn)②忽略彈簧質(zhì)量③忽略摩擦力思考：振子的運(yùn)動(dòng)是怎樣一種運(yùn)動(dòng)呢？彈簧振子定義:小球和彈簧所組成的系統(tǒng).理想化模型彈簧+小球第6頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

第7頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六振子靜止在O點(diǎn)時(shí)，彈簧沒(méi)有發(fā)生形變，長(zhǎng)度為原長(zhǎng)。1：彈簧最大伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度OA和最大壓縮的長(zhǎng)度OA＇有什么關(guān)系？2：振子從A經(jīng)O到A＇和振子從A＇經(jīng)O到A所用時(shí)間有什么關(guān)系？3：振子在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力有什么特點(diǎn)？OA=OA＇tAA'=tA'A使振子以O(shè)為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)把振子拉到平衡位置右方A點(diǎn)時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為OA，放開(kāi)振子，觀察振子的振動(dòng)。第8頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）彈簧振子是指小球和彈簧所組成的系統(tǒng)，這是一種理想化模型．（2）彈簧振子為什么會(huì)振動(dòng)？物體做機(jī)械振動(dòng)時(shí)，一定受到指向中心位置的力，這個(gè)力的作用總能使物體回到中心位置，這個(gè)力叫回復(fù)力.回復(fù)力是根據(jù)力的效果命名的，對(duì)于彈簧振子，它是彈力。

回復(fù)力可以是彈力，或其它的力，或幾個(gè)力的合力，或某個(gè)力的分力。

在O點(diǎn)，回復(fù)力是零，叫振動(dòng)的平衡位置。第9頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六彈簧的彈力遵從什么規(guī)律？胡克定律：F=KX用什么辦法表示他們的反向關(guān)系呢？用帶負(fù)號(hào)的數(shù)值。F=-KX

如果物體所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置，則物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的、最基本的振動(dòng)。一切復(fù)雜的振動(dòng)都可以看成是若干簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的疊加。第10頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

第11頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

第12頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

第13頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的各個(gè)物理量變化規(guī)律OA′

A′

A′－O

O

O－A

A

位移

x

速度v

回復(fù)力F、加速度a動(dòng)能勢(shì)能總機(jī)械能向左減小向右增大向右減小動(dòng)能增大勢(shì)能減小A向右增大向右減小向左增大動(dòng)能減小勢(shì)能增大不變向左最大向右最大

0

0向右最大

0

0向右最大向左最大動(dòng)能最大勢(shì)能為0動(dòng)能為0勢(shì)能最大動(dòng)能為0勢(shì)能最大OAFF

A′第14頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

第15頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六振幅、周期和頻率

我們用位移、速度、加速度等物理量來(lái)描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特征；用角速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特征。我們用哪些物理量來(lái)描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征呢？1．振幅（A）：

振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離叫做振動(dòng)的振幅．振幅是標(biāo)量．用字母A表示。振幅是反映振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量．2．周期(T)和頻率(f)：

振動(dòng)物體完成一次全振動(dòng)所用的時(shí)間叫做振動(dòng)的周期．單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)叫做振動(dòng)的頻率．它們的關(guān)系是T＝1/f.第16頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動(dòng)的能量越大簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒。第17頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

如圖所示，某一時(shí)刻彈簧振子的小球運(yùn)動(dòng)到平衡位置右側(cè)，距平衡位置0點(diǎn)3cm處的B點(diǎn)，已知小球的質(zhì)量為1kg，小球離開(kāi)平衡位置的最大距離為5cm，彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，求：(1)最大回復(fù)力的大小是多少？(2)在B點(diǎn)時(shí)小球受到的回復(fù)力的大小和方向？(3)此時(shí)小球的加速度大小和方向？(4)小球的運(yùn)動(dòng)方向怎樣？思考OB10N6N，B→O6m/s2B→O

O→B或B→O第18頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量小結(jié)

一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力F=-kx1.回復(fù)力:振動(dòng)物體受到的總是指向平衡位置的力.是物體在振動(dòng)方向上的合外力.二.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒.2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)：第19頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六練1:作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)，一定相同的物理量是（）

A.速度B.位移

C.回復(fù)力D.加速度BCD第20頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六練2:彈簧振子作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說(shuō)法正確的是()A．振子通過(guò)平衡位置時(shí)，回復(fù)力一定為零B．振子做減速運(yùn)動(dòng)，加速度卻在增大C．振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度方向與速度方向相反D．振子遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度方向與速度方向相反ABD第21頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六練3:如圖所示,是一彈簧振子,設(shè)向右方向?yàn)檎?0為平衡位置，則()A．A→0位移為負(fù)值，速度為正值B．0→B時(shí),位移為正值,加速度為負(fù)值C．B→0時(shí),位移為負(fù)值,速度為負(fù)值D．0→A時(shí),位移為負(fù)值,加速度為正值A(chǔ)BDABO第22頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六練4:一個(gè)彈簧振子在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其中有兩個(gè)時(shí)刻彈簧振子的彈力大小相等,但方向相反,則這兩個(gè)時(shí)刻振子的(