第1节简谐运动

小提琴曲?,-优美的声音来自琴弦的振动,鱼洗：古代盥洗用具，金属制。形似现在的脸盆。盆底装饰有鱼纹的，称“鱼洗”。,第一章机械振动,1.1简谐运动,高中物理选修34,振动现象:,这些运动的共同特点是：,物体（或物体的一部分）在某一平衡位置附近做往复运动。,一、机械振动,1.定义：物体在某一平衡位置附近做往复运动,叫做机械振动，简称为振动。,说明:,(1)平衡位置振动停止时物体所在的位置。,(2)往复运动,-“周期性”,-“对称性”,问题1:物体为什么会做往复运动?,答:1.存在力;,惯性.,问题2:这个力有什么特点?,2.总是指向平衡位置.,O,(1)定义:振动物体受到的总是指向平衡位置的力.,2.回复力:,(2)关于回复力应注意以下几点：,a.回复力是合外力，不单纯是指某一个力。它是根据力的作用效果“总是要把物体拉回到平衡位置”命名的；回复力不是一种特殊性质的力。,b.回复力的方向是“指向平衡位置”。,c.不同振动中回复力的来源不同。,d.有回复力的物体不一定做简谐运动。,理想化条件：物体看成质点忽略弹簧质量忽略摩擦力,思考：,振子的运动是怎样一种运动呢？,二、弹簧振子,1.定义:物体和弹簧所组成的系统.,弹簧+物体,O,-理想化模型,O,回复力为零的位置.,2.平衡位置:,3、位移（x）,定义：从平衡位置指向物体所在位置的有向线段。振子在振动过程中，位移时刻变化，平衡位置位移为零。,振子的位移x:都是相对于平衡位置的位移。,3.弹簧振子振动过程中的x,F,a,v及能量分析,正,负,负,正,正,负,负,负,负,正,正,负,负,正,正,正,守恒,设x轴的正方向向右,远离平衡位置：位移、弹力、加速度增大，速度减小,靠近平衡位置：位移、弹力、加速度减小，速度增大,弹簧振子运动时，弹力与位移有什么关系？,A、-A点：位移、弹力、加速度最大，速度为零。,O点：位移、弹力、加速度为零，速度最大,简谐运动,F=-kx,取平衡位置O为x轴的原点，设x轴的正方向向右。根据胡克定律，物体所受的弹力,三、简谐运动,定义:物体所受回复力的大小与位移大小成正比，并且总是指向平衡位置，则物体的运动叫做简谐运动。,“”表示回复力方向始终与位移方向相反.,k-(常量),x-振子离开平衡位置的位移,简称位移,方向总是背离平衡位置.,1.受力特征：,2.运动特征：,简谐运动的特点：变加速运动,运动规律：简谐运动是一种周期性的变加速运动，一些物理量（速度、位移、加速度等）及回复力的大小、方向都随时间作周期性的变化，变化周期为振动周期T。,简谐运动的对称性:1.时间的对称2.速度的对称,说明：,练习1、一弹簧振子周期为s，当它从平衡位置向右运动了1.8s时，其运动情况是（）向右减速向右加速向左减速向左加速,B,练习2、一质点做简谐运动，在t1和t2两个时刻加速度相同，则在这两个时刻，下列物理量一定相同的是（）A、位移B、速度C、动能D、回复力,ACD,总结：,一、机械振动,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叫做机械振动，简称振动,回复力：总是指向中心位置的力（根据力的作用效果命名）,平衡位置：振动物体原来静止时的位置,二、弹簧振子（理想化模型）,1、位移：从平衡位置指向物体所在位置的有向线段。,2、弹力：胡克定律,3、简谐运动：F=-kx,4、运动规律：远离平衡位置：位移、弹力、加速度增大，速度减小靠近平衡位置：位移、弹力、加速度减小，速度增大端点：位移、弹力、加速度最大，速度为零。O点：位移、弹力、加速度为零，速度最大,证明：竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动,根据回复力的规律F=-kx去判断断,判断物体是否做简谐运动的方法：,证明:竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动,证明步骤：1、找平衡位置2、找回复力3、找F=kx4、找