選修3-4簡諧運(yùn)動(dòng)課件

選修3-4簡諧運(yùn)動(dòng)課件第一節(jié)

復(fù)習(xí)回顧高中階段我們學(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)類平拋運(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)生活中除這些運(yùn)動(dòng)外，常見的運(yùn)動(dòng)還有：小鳥飛離樹枝后樹枝的顫動(dòng)被手撥動(dòng)的彈簧片左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)小孩蕩秋千的運(yùn)動(dòng)擺鐘在最低點(diǎn)附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)這些運(yùn)動(dòng)有什么共同特點(diǎn)？1.特點(diǎn)：物體（或物體的一部分）在平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。我們把這類運(yùn)動(dòng)叫做機(jī)械振動(dòng)。簡稱振動(dòng)。一、機(jī)械振動(dòng)平衡位置：振子原來靜止時(shí)的位置。⒉機(jī)械振動(dòng)的主要特征是：“空間運(yùn)動(dòng)”的往復(fù)性和“時(shí)間”上的周期性。（即物體在沒有振動(dòng)時(shí)所處的位置）回復(fù)力F：3、振動(dòng)產(chǎn)生的原因是什么呢？①物體一離開平衡位置就受到一個(gè)指向平衡位置力的作用②阻力足夠?、俜较颍嚎傊赶蚱胶馕恢芒谧饔茫菏拐駝?dòng)物體返回平衡位置的力。物體在振動(dòng)方向（即速度方向）的合力或分力特點(diǎn)：可見，回復(fù)力是效果力！位移X:由平衡位置（初位置）指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置（末位置）的有向線段，是矢量。注：在機(jī)械振動(dòng)中我們說的位移起點(diǎn)都在平衡位置最簡單、最基本的振動(dòng)—————叫簡諧振動(dòng)二、簡諧運(yùn)動(dòng)1.定義：如果物體所受的回復(fù)力與位移大小成正比，方向與位移相反，物體的振動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。2.特點(diǎn)

動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：F=－KX（式中K為常數(shù)）運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)：注：平衡位置回復(fù)力為零，但并不一定是合外力為零的位置3.判斷機(jī)械振動(dòng)是否是簡諧運(yùn)動(dòng)的方法：（1）找振動(dòng)物體的平衡位置（確定位移）（2）列出物體的位移為X時(shí)回復(fù)力的表達(dá)式（3）判斷回復(fù)力是否滿足F=-kx；(2)條件：①小球看成質(zhì)點(diǎn)②忽略彈簧質(zhì)量③忽略摩擦力(1)定義:小球和彈簧所組成的系統(tǒng).理想化模型彈簧+小球4、彈簧振子思考：彈簧振子的振動(dòng)是否是簡諧運(yùn)動(dòng)呢？X（3）探究回復(fù)力與位移關(guān)系設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為K，振子振動(dòng)到任意位置A的位移為X，規(guī)定F的方向?yàn)檎较颍瑒t：F=K（－X）=－KX所以，彈簧振子是簡諧運(yùn)動(dòng)★證明：豎直懸掛的彈簧振子在豎直方向的振動(dòng)也是簡諧運(yùn)動(dòng)。證明步驟：1、找平衡位置2、找回復(fù)力式3、找F=－kx1、振幅A：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離（標(biāo)量）.三、描述簡諧振動(dòng)的物理量2、周期(T)和頻率(f)：3、回復(fù)力：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。4、全振動(dòng)：振動(dòng)物體往復(fù)運(yùn)動(dòng)一周后，一切運(yùn)動(dòng)量（速度、位移、加速度、動(dòng)量等）及回復(fù)力的大小和方向都跟開始時(shí)的完全一樣，這就算是振動(dòng)物體做了一次全振動(dòng)。例1、如圖彈簧振子在BC間作簡諧運(yùn)動(dòng)，Ｏ為平衡位置，BC間距離是10cm，從Ｂ到Ｃ運(yùn)動(dòng)時(shí)間是１s，則（）Ａ．從Ｏ→Ｃ→Ｏ振子完成一個(gè)全振動(dòng)Ｂ．振動(dòng)周期是１s，振幅是10cmＣ．經(jīng)過兩次全振動(dòng)，通過的路程是20cmＤ．從Ｂ開始經(jīng)過５s，振子通過的路程是50cmD例2、一彈簧振子周期為２s，當(dāng)它從平衡位置向右運(yùn)動(dòng)了1.8s時(shí)，其運(yùn)動(dòng)情況是（）Ａ．向右減速Ｂ．向右加速Ｃ．向左減速Ｄ．向左加速B例3、一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，在t1和t2兩個(gè)時(shí)刻加速度相同，則在這兩個(gè)時(shí)刻，下列物理量一定相同的是（）A、位移B、速度C、動(dòng)量D、回復(fù)力AD四、簡諧運(yùn)動(dòng)的能量：簡諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)換，總的機(jī)械能保持守恒。在平衡位置動(dòng)能最大，勢能最小。練習(xí)1、簡諧運(yùn)動(dòng)屬下列哪一種運(yùn)動(dòng)？（）Ａ．勻速直線運(yùn)動(dòng)Ｂ．勻變速直線運(yùn)動(dòng)Ｃ．勻變速曲線運(yùn)動(dòng)Ｄ．加速度改變的變速運(yùn)動(dòng)D思考與研討練習(xí)3、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近做簡諧振動(dòng),在圖的4個(gè)函數(shù)圖像中,正確表達(dá)加速度a與對平衡位置的位移x的關(guān)系應(yīng)是().D練習(xí)5、如圖所示，一彈簧振子在振動(dòng)過程中，經(jīng)a、b兩點(diǎn)的速度相同，若它從a到b歷時(shí)0．2s，從b再回到a的最短時(shí)間為0