高中物理机械振动课件

.,1,4.C简谐运动,机械振动,Simpleharmonicmotion,.,2,振子以O点为中心在水平杆方向做往复运动。振子由B点开始运动，经过O点运动到C点，由C点再经过O点回到B点，且OC等于OB,此后振子不停地重复这种往复运动。以上装置称为弹簧振子。,.,3,弹簧振子,定义：指理想化处理后的弹簧与小球组成的系统。,.,4,弹簧振子的理想化条件,（1）弹簧的质量比小球的质量小得多，可以认为质量集中于振子（小球）。,（2）小球需体积很小，可当做质点处理。,（3）忽略一切摩擦及阻力作用。,（4）小球从平衡位置拉开的位移在弹性限度内。,.,5,一、机械振动,1、定义：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振动（振动）,.,6,2、机械振动的主要特征是：固定的中心位置平衡位置周期性往复（时间、空间不断重复）,3、产生振动必要条件：,每当物体离开平衡位置就会受到回复力的作用。,.,7,机械振动是生活中常见的运动形式,.,8,.,9,回复力,振子在振动过程中，所受重力与支持力平衡，振子在离开平衡位置O点后，只受到弹簧的弹力作用，这个力的方向总是指向平衡位置，所以称为回复力。,.,10,想一想,这两种说法正确吗？振动物体始终受到回复力作用？水面浮木上下振动时受到重力、水的浮力和回复力作用？,.,11,胡克定律,在弹簧发生弹性形变时，弹簧振子的回复力F与振子偏离平衡位置的位移x大小成正比，且方向总是相反，即：,这个关系在物理学中叫做胡克定律,.,12,思考与讨论,O,A,B,物体做简谐运动的过程中，各物理量如何变化？,向右,减小,向左,减小,向左,增大,向左,增大,向右,增大,向左,减小,向左,减小,向右,减小,向右,增大,向右,增大,向左,增大,向右,减小,.,14,想一想,简谐振动物体向平衡位置运动时a减小V也减小？简谐振动物体向平衡位置运动时a、V方向总是和位移方向相反？简谐振动物体向平衡位置运动时回复力总是跟a反向？和V反向？和位移反向？简谐振动物体经过同一位置时向心力、加速度、速度各有几种可能性？,.,15,例1、图所示为一弹簧振子，O为平衡位置，设向右为正方向，振子在B、C之间振动时（）AB至O位移为负、速度为正BO至C位移为正、加速度为负CC至O位移为负、加速度为正DO至B位移为负、速度为负,C,.,16,三、描述简谐运动特征的物理量,1、全振动：振动物体往返一次（以后完全重复原来的运动）的运动，叫做一次全振动。,2、振幅（A）：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振幅，用A表示，单位为长度单位单位，在国际单位制中为米（m），振幅是描述振动强弱的物理量，振幅大表示振动强，振幅小表示振动弱。振幅的大小反映了振动系统能量的大小。,.,17,3、周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动的周期用T表示，单位为时间单位，在国际单位制中为秒（s）。,4、频率：单位时间内完成全振动的次数，叫做振动的频率。用f表示，在国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hz），,三、描述简谐运动特征的物理量,振动周期是描述振动快慢的物理量，周期越长表示振动越慢，周期越小表示振动越快。,频率是表示振动快慢的物理量，频率越大表示振动越快，频率越小表示振动越慢。,.,18,1、振幅是一个标量，是指物体偏离平衡位置的最大距离。它没有负值，也无方向，所以振幅不同于最大位移。2、在简谐运动中，振幅跟频率或周期无关。在一个稳定的振动中，物体的振幅是不变的。3、振动物体在一个全振动过程中通过的路程等于4个振幅，在半个周期内通过的路程等于两个振幅，但在四分之一周期内通过的路程不一定等于一个振幅，与振动的起始时刻有关。,几点注意事项,.,19,4、振幅与振动的能量有关，振幅越大，能量越大。5、周期与频率的关系：T=1/f6、物体的振动周期与频率，由振动系统本身的性质决定，与振幅无关，所以其振动周期称为固有周期。振动频率称为固有频率。,几点注意事项,.,20,例2、一个弹簧振子的振动周期是0.25s，当振