第一节++简谐运动(课件)-【中职专用】高中物理同步课堂(高教版机械建筑类)

主题四机械振动和机械波第一节简谐运动【问题引入】汽车中发动机的活塞在气缸内上下运动，小朋友荡秋千时左右运动，水上浮叶随着波浪上下浮动。这些现象有着怎样的规律?

能不能用一种运动形式表述呢?一、机械振动机械运动中有一种常见而且复杂的运动，称作机械振动。时间上的周期性和运动的往复性是这种运动的主要特征。物体(或者物体的一部分)在平衡

位置附近来回做往复运动的现象叫做机械振动，简称振动。振子模型：

如图所示，如果球与杆之间的摩擦可以忽略，

且弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽略，则该装置为弹簧振子。振动特点：

振动是一种往复运动，具有周期性和往复性。

二、

简谐运动A)定笺谐遍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(或余弦)曲线，这样的振动叫作简谐运动。(2)说明：

简谐运动是最简单、最基本的振动.弹簧振子的运动就是简谐运动。2.

简谐运动的图象：(1)建立坐标系：在简谐运动的图象中，以横轴表示

时间，以纵轴表示偏离平衡位置的位移.

(2)物理意

义：振动图象表示振动物体时间随偏离平衡位置的位

移的变化规律.2.

简谐运动的位移(1)定义：振动位移是从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段，方向为

平衡位置指向振子所在位置，大小为平衡位置到该位置的距离.(2)位移的表示方法：

以平衡位置为坐标原点，以振动

所在的直线为坐标轴，规定正方向，则某时刻振子偏

离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来

表示.如图所示，在t,时刻振子的位移为x,t

时刻的

位移为x₂

,t₄

时刻为x4.

(3)与一段时间内位移的区别：

一段时间内的位移是指从初位置指向末位置的有向线

段，如图，从t,时刻到2时刻的位移为(x₂-x),

从时刻到t4时刻的位移为(x₄-x).3.简谐运动的速度(1)物理含义：速度是描述振子在平衡位置

附近振动快慢的物理量.在所建立的坐标轴(也

称为“一维坐标系”)上，速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反：(2)特点：如图所示为一简谐运动的模

型，振子在0点速度最大，在A、B两点速度为

零.4.

简谐运动的加速度(1)计算方法：

,

式

中m

表示振子的质量，

k

表示=-比例系数，

x

表示振子距平衡位置的位移.(2)特点：加速度大小随位移线性变化，方向只在平衡位置发生改变.

a三、

振幅、周期和频率1.

振幅(A)(1)定义：振动物体离开平衡位置的最大距离。(2)物理意义：

表示振动强弱，是标量。全振动振子以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程。内容周期频率定义做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫作振动的周期单位时间内完成全振动的次数，叫作振动的频率单位单位为秒(s)单位为赫兹(Hz)物理含义振动周期是表示振动快慢的物理量频率是表示振动快慢的物理量决定因素物体振动的周期和频率，由振动系统本身的性质决定，与振幅无关关系式3.

周期和频率四、课堂练习1.用频闪照片法研究弹簧振子的振动将拍摄的影像按时间先后从左到右依次排布，如图所示，下面说法正确的悬是工个波形图B.

图

中A影像表示振子正向右C.

图中A影像表示振子正向上运动D.

图中A影像表示

的加速度正在减小四、

课堂练习2.

如图所示，做简谐运动的水平弹簧振子从平衡位置Q向B

运动的过程A.

振子做匀减速运动B.

振子做匀加速运动C.

振

子

中，下述正确的是(

D

)速度不断减小的减速运动D.

振子做加速度不断增大的速运动四、

课堂练习3.

关于质点的简谐运动，以下说法正确的是(

C

)A.

简谐运动的平衡位置就是所受合力为零的位置B.

做简谐运动的质点先后通过同一点时，回复力、速度、加速度都是相同的C.

做简谐运动的质点，振动速度增加时，加速度一定减小D.

做简谐运动的质点，当振动位移为负值时，速度不一定为负值，但加速度一定为负值四、课堂练习4.

装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大。如图甲所示，把玻璃管向下缓慢按压4cm后放手，向的简谐运动，测得振动周期为0.5s。竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图象如图乙所示