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第十一章机械振动 1 简谐运动 这些运动的共同特点是什么 秋千 弹簧振子 摆钟 一 机械振动 物体在平衡位置 中心位置 两侧附近所做往复运动 通常简称为振动 平衡位置 振子原来静止时的位置 一般情况下指物体在没有振动时所处的位置 判断下列物体的运动是否是机械振动 二 弹簧振子 理想化模型 2 理性化模型 1 不计阻力 2 弹簧的质量与小球相比可以忽略 1 概念 小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子 有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子 三 弹簧振子的位移 时间图象 振子的位移x 都是相对于平衡位置的位移 1 频闪照片法 研究方法 第一个1 2周期 第二个1 2周期 横坐标 振动时间t 纵坐标 振子相对于平衡位置的位移 2 描图记录法 体验 一同学匀速拉动一张白纸 另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段 观察得到的图象 2 描图记录法 上图中画出的小球运动的x t图象很像正弦曲线 是不是这样呢 假定是正弦曲线 可用刻度尺测量它的振幅和周期 写出对应的表达式 然后在曲线中选小球的若干个位置 用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标 代入所写出的正弦函数表达式中进行检验 看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线 方法一验证法 方法二拟合法 在图中 测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标 把测量值输入计算机中作出这条曲线 然后按照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线 看一看弹簧振子的位移 时间的关系可以用什么函数表示 简谐运动是最简单 最基本的振动 四 简谐运动及其图象 1 定义 如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律 即它的振动图象 x t图象 是一条正弦曲线 这样的振动叫做简谐运动 如 弹簧振子的运动 类似应用 绘制地震曲线的装置 五 简谐运动与匀速圆周运动的关系 小结 1 机械振动 物体在平衡位置 中心位置 两侧附近所做往复运动 通常简称为振动 平衡位置 振子原来静止时的位置2 弹簧振子理性化模型 不计阻力 弹簧的质量与小球相比可以忽略 3 简谐运动 质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律 即它的振动图象 x t图象 是一条正弦曲线 1 质点离开平衡位置的最大位移 2 1s末 4s末 10s末质点位置在哪里 3 1s末 6s末质点朝哪个方向运动 4 质点在6s末 14s末的位移是多少 5 质点在4s 16s内通过的路程分别是多少 课堂训练 1 某一弹簧振子的振动图象如图所示 则由图象判断下列说法正确的是 A 振子偏离平衡位置的最大距离为10cmB 1s到2s的时间内振子向平衡位置运动C 2s时和3s时振子的位移相等 运动方向也相同D 振子在2s内完成一次往复性运动 AB 2 某弹簧振子的振动图象如图所示 根据图象判断 下列说法正确的是 A 第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反B 第2s末振子相对于平衡位置的位移为 20cmC 第2s末和第3s末振子相对于平衡位置
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