1.1簡諧運(yùn)動(dòng)課件

1.1?簡諧運(yùn)動(dòng)?復(fù)習(xí)回憶高中階段我們學(xué)過的運(yùn)動(dòng)形式有哪些?提示：按運(yùn)動(dòng)軌跡分類直線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)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)拋體運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)斜拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)MainIdea運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)？一、機(jī)械振動(dòng)

物體在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)．2.特點(diǎn):(1)平衡位置振動(dòng)停止時(shí)物體所在的位置.------“對(duì)稱性〞(2)往復(fù)運(yùn)動(dòng)------“周期性〞1.定義:例題1：以下運(yùn)動(dòng)中屬于機(jī)械振動(dòng)的有〔〕A、樹枝在風(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？ACD

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？二、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

三、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力彈簧振子所受的合力F與振子位移X的大小成正比，且合力F的方向總是與位移X的方向相反。式中K為彈簧的勁度系數(shù)

由于力F的方向總是與位移X的方向相反，即總是指向平衡位置。它的作用總是要把物體拉回到平衡位置。所以稱為回復(fù)力1.定義:2.特點(diǎn):按力的作用效果命名，方向始終指向平衡位置

使振子回到平衡位置的力3、回復(fù)力來源：振動(dòng)方向上的合外力4.公式:“-〞表示回復(fù)力方向始終與位移方向相反.(胡克定律)k----彈簧的勁度系數(shù)(常量)x----振子離開平衡位置的位移,簡稱位移,

方向總是背離平衡位置.(1)大小:(2)方向:總是指向平衡位置.

四、簡諧運(yùn)動(dòng)1、定義：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，那么物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做簡諧運(yùn)動(dòng)如：彈簧振子的運(yùn)動(dòng)等。簡諧運(yùn)動(dòng)是最簡單、最根本的振動(dòng)。物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的條件是什么？思考與討論：簡諧運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？如果質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且始終指向平衡位置〔即與位移方向相反〕,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。1.簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)〔條件〕F回=–kx2.簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)〔1〕當(dāng)物體從最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于v與a的方向一致，物體做加速度越來越小的加速運(yùn)動(dòng)。〔2〕當(dāng)物體從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于v與a的方向相反，物體做加速度越來越大的減速運(yùn)動(dòng)。簡諧運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)3〕、振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，常用字母A表示。1〕、定義：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離，叫做振動(dòng)的振幅，單位是m。2〕、振幅的大小，直接反映了振子振動(dòng)能量(E=EK+EP)的上下。1、振幅靜止位置振幅振幅：即平衡位置4〕、振子振動(dòng)范圍的大小，就是振幅的兩倍2A五、描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量區(qū)分振幅和位移對(duì)于一個(gè)給定的振動(dòng)：1、振子的位移是偏離平衡位置的距離，故時(shí)刻在變化；但振幅是不變的。2、位移是矢量，振幅是標(biāo)量，它等于最大位移的數(shù)值。振子的運(yùn)動(dòng)最顯著的特點(diǎn)是什么？往復(fù)性-重復(fù)性-周期性想一想1〕、一次全振動(dòng)：A/OA

振子在AA/之間振動(dòng)，O為平衡位置。如果從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A/點(diǎn)，再經(jīng)過O點(diǎn)回到A點(diǎn)，就說它完成了一次全振動(dòng)，此后振子只是重復(fù)這種運(yùn)動(dòng)?！?〕從O→A→O→A/→O也是一次全振動(dòng)B2〕、一次全振動(dòng)的特點(diǎn)：振動(dòng)路程為振幅的4倍全振動(dòng)〔2〕從B→A→O→A/→O→B也是一次全振動(dòng)A/AOB想一想

一個(gè)完整的全振動(dòng)過程，有什么顯著的特點(diǎn)？

在一次全振動(dòng)過程中，一定是振子連續(xù)兩次以相同速度通過同一點(diǎn)所經(jīng)歷的過程。3)、頻率f：單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，單位：Hz。1)、描述振動(dòng)快慢的物理量2)、周期T：做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間，單位：s。s4)、周期和頻率之間的關(guān)系：2、周期和頻率f=1/T5)、周期越小，頻率越大，運(yùn)動(dòng)越快。試一試如下圖，為一個(gè)豎直方向振動(dòng)的彈簧振子，O為靜止時(shí)的位置，當(dāng)把振子拉到下方的B位置后，從靜止釋放，振子將在AB之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，給你一個(gè)秒表，怎樣測出振子的振動(dòng)周期T？為了減小測量誤差，采用累積法測振子的振動(dòng)周期T，即用秒表測出發(fā)生ｎ次全振動(dòng)所用的總時(shí)間t，可得周期為T=t/n

簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢能在發(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。六、簡諧運(yùn)動(dòng)的能量

試畫出物體在做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的Ek-t和Ep-t及E-t圖象tE0機(jī)械能勢能動(dòng)能ABO簡諧運(yùn)動(dòng)的能量由勁度系數(shù)和振幅決定.勁度系數(shù)越大,振動(dòng)的能量越大；振幅越大，振動(dòng)的能量越大.

豎直方向振動(dòng)的彈簧振子所做的振動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)嗎？思考題：[例1]證明:豎直懸掛的彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)證明步驟：1、找平衡位置2、找回復(fù)力3、找F=kx4、找方向關(guān)系證明:平衡狀態(tài)時(shí)有:

mg=kx0

當(dāng)向下拉動(dòng)x長度時(shí)彈簧所受的

合外力為

F=-k(x+x0)+mg

=-kx-kx0+m