人教版1.1《簡諧運動》ppt.ppt

1、1.1簡諧運動,思考：,1.什么是機械振動？有什么特點？ 1.什么是簡諧運動？有什么特點？ 3.知道描述簡諧運動的物理量。,復(fù)習(xí)回顧,高中階段我們學(xué)過的運動形式有哪些? 提示：按運動軌跡分類,直線運動,曲線運動,勻速直線運動,變速直線運動,勻變速直線運動,變加速直線運動,拋體運動,圓周運動,平拋運動,斜拋運動,勻速圓周運動,變速圓周運動,機械振動是生活中常見的運動形式,一、機械振動,1、定義：物體（或物體的一部分）在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運動，就叫做機械振動（振動）,2.特點:,(1)平衡位置,(2)往復(fù)運動,3、產(chǎn)生振動有兩個必要條件：,（1）每當(dāng)物體離開平衡位置就會受到回復(fù)力的作用。,

2、（2）阻力足夠小。,二、簡諧運動,條件(理想化) ： 小球看成質(zhì)點 忽略彈簧質(zhì)量 忽略摩擦力 小球從平衡位置拉開的位移在彈性限度內(nèi)。,思考：,振子的運動是怎樣一種運動呢？,1.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,2.回復(fù)力,振子在振動過程中，所受重力與支持力平衡，振子在離開平衡位置 O 點后，只受到彈簧的彈力作用，這個力的方向跟振子離開平衡位置的位移方向相反，總是指向平衡位置，所以稱為回復(fù)力。,回復(fù)力：使振動物體返回平衡位置的力。,特點：方向：總指向平衡位置 回復(fù)力是按效果命名的力，回復(fù)力可以是物體受到的一個力,也可以是物體所受某一個力的分力,還可以是物體受到的合

3、外力,平衡位置:平衡位置是指回復(fù)力為零的位置，但并不一定是合外力為零的位置（單擺）,3.知識回顧：胡克定律,在彈簧發(fā)生彈性形變時，彈簧振子的回復(fù)力F與振子偏離平衡位置的位移x大小成正比，且方向總是相反，即：,這個關(guān)系在物理學(xué)中叫做胡克定律,式中k是彈簧的勁度系數(shù)。負號表示回復(fù)力的方向跟振子離開平衡位置的位移方向相反。,定義: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，則物體所做的運動叫做簡諧運動。,說明:判斷是否作簡諧振動的依據(jù)是,4.簡諧運動：,K-比例系數(shù),x-位移：由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段， 是矢量, “”表示回復(fù)力與位移的方向相反,5.簡諧運動的特

4、點：,1、簡諧振動是最簡單、最基本的運動，簡諧振動是理想化的振動。 2、回復(fù)力與位移成正比而方向相反，總是指向平衡位置。 3、簡諧運動是一種理想化的運動，振動過程中無阻力，所以振動系統(tǒng)機械能守恒。 4、簡諧運動是一種非勻變速運動。 5、位移隨時間變化關(guān)系圖是正弦或余弦曲線.,例、試判斷下列機械振動是否是簡諧運動,判斷機械振動是否是簡諧運動的方法： （1）找振動物體的平衡位置 （2）列出物體的位移為X時回復(fù)力的表達式 （3）判斷回復(fù)力是否滿足F=-kx；,光滑斜面,6.簡諧運動的實例,簡諧運動是最簡單、最基本的振動。,（1）位移：振動中的位移x都是以平衡位置為起點的，因此，方向就是從平衡位置指向

5、末位置的方向，大小就是這兩位置間的距離，兩個“端點”位移最大，在平衡位置位移為零。,（2）回復(fù)力：,指向平衡位置，與位移方向相反，平衡位置為零，兩端點最大。,（3）回復(fù)加速度：,復(fù)習(xí)：,振子的振動是變加速運動,（4）. 簡諧運動的三個特征： （1）簡諧運動物體的受力特征：F=-kx； （2）簡諧運動的能量特征：機械能守恒； （3）簡諧運動的運動特征：變加速運動。,三、描述簡諧運動特征的物理量,1、全振動：振動物體往返一次（以后完全重復(fù)原來的運動）的運動，叫做一次全振動。,2、振幅（A）：振動物體離開平衡位置的最大距離，叫做振幅，用A表示，單位為長度單位單位，在國際單位制中為米（m） ，振幅是描

6、述振動強弱的物理量，振幅大表示振動強，振幅小表示振動弱。振幅的大小反映了振動系統(tǒng)能量的大小。,3、周期：做簡諧運動的物體完成一次全振動所需要的時間，叫做振動的周期用T表示，單位為時間單位，在國際單位制中為秒（s）。,4、頻率：單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)，叫做振動的頻率。用f表示，在國際單位制中，頻率的單位是赫茲（Hz），,振動周期是描述振動快慢的物理量，周期越長表示振動越慢，周期越小表示振動越快。,頻率是表示振動快慢的物理量，頻率越大表示振動越快，頻率越小表示振動越慢。,思考題： 1、振幅就是最大位移嗎？ 振幅是一個標(biāo)量，指物體偏離平衡位置的最大距離。它沒有負值，也無方向，所以振幅不同于最大位

7、移。 2、頻率越大，振幅就越大嗎？ 在簡諧運動中，振幅跟頻率或周期無關(guān)。在一個穩(wěn)定的振動中，物體的振幅是不變的。 3、一次全振動通過的路程是幾個振幅？ 半個周期內(nèi)通過幾個振幅？ 四分之一周期內(nèi)通過幾個振幅？ 振動物體在一個全振動過程中通過的路程等于4個振幅，在半個周期內(nèi)通過的路程等于兩個振幅，但在四分之一周期內(nèi)通過的路程不一定等于一個振幅，與振動的起始時刻有關(guān)。1T通過路程S=4A,1/2T路程S=2A,4、振幅越大，能量越大嗎？ 振幅與振動的能量有關(guān)，振幅越大，能量越大。 5、振動頻率與哪些因素有關(guān)？ 物體的振動周期與頻率，由振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定，與振幅無關(guān)，所以其振動周期稱為固有周期。振

8、動頻率稱為固有頻率。,1：下列運動中屬于機械振動的有 （ ） A、樹枝在風(fēng)的作用下的運動 B、豎直向上拋出的物體的運動 C、說話時聲帶的振動 D、爆炸聲引起的窗扇的運動,ACD,課堂練習(xí)：,2做簡諧振動的彈簧振子受到的回復(fù)力與位移的關(guān)系可用圖中哪個圖正確表示出來？（ ）,C,3如圖所示，輕質(zhì)彈簧下端掛重為30N的物體A，彈簧 伸長了3cm，再掛重為20N的物體B時又伸長2cm，若將 連接A和B的連線剪斷，使A在豎直面內(nèi)振動時，下面結(jié)論 正確的是（ ）A振幅是2cm B振幅是3cmC最大回復(fù)力是30N D最大回復(fù)力是20N,AD,課后作業(yè)：試證明A在豎直方向的振動就是簡諧振動。,四、簡諧運動中位

9、移、加速度、速度、動能、勢能的變化規(guī)律,向右,減小,向左,減小,向左,增大,增大,減小,向左,增大,向右,增大,向左,減小,減小,增大,向左,減小,向右,減小,向右,增大,增大,減小,向右,增大,向左,增大,向右,減小,減小,增大,思考：BOB”三個點的特征？,2.對稱性： 振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的兩位置時，加速度等大反向；速度大小相等，方向可能相同也可能相反。 無論從平衡位置到對稱點，還是從對稱點到平衡位置，所用時間相等。,如：振子由P到O所用時間等于O到P所用時間，即tPOtOP. 振子往復(fù)過程中通過同一段路程(如OP段)所用時間相等，即tOPtPO.,4、圖所示為一彈簧振子，O為平衡位

10、置，設(shè)向右為正方向，振子在B、C之間振動時（ ） AB至O位移為負、速度為正 BO至C位移為正、加速度為負 CC至O位移為負、加速度為正 DO至B位移為負、速度為負,C,5如圖所示的彈簧振子，振球在光滑桿上做簡諧振動，往返于BOC 之間，O是平衡位置，D是OC的中點則：（ ） A.小球由O向C運動的過程中，加速度越來越大，速度越來越大B.小球由C到O運動的過程中，加速度越來越小，速度越來越大 C.小球由O到B運動的過程中，要克服彈力做功D.小球由D點運動到C再返回D，所用的時間是1/4周期,BC,6、一個彈簧振子的振動周期是0.25s，當(dāng)振子從平衡位置開始向右運動，經(jīng)過1.7s時，振子的運動情況是（ ） A.正在向右做減速運動； B.正在向右做加速運動； C.正在向左做減速運動； D.正在向左做加速運動；,B,遠離平衡位置速度減小，靠近平衡位置，速度增大。,7.將一個水平方向的彈簧振子從它的平