高中物理《简谐运动》

1、第1节的简单的和谐运动、机械振动、Simple harmonic motion，请考虑一下。 上高中之后，我们主要学习了什么形式的运动？ 请说说各项运动的名称和对应各项运动的力量情况。 1、匀速直线运动、2、匀速直线运动、不均匀直线运动、3、平移运动、4、等速圆周运动、机械振动是生活中常见的运动形式，1、机械振动，1、定义：物体(或物体的一部分)在某中心位置(平衡位置)两侧进行的往复运动(周期性)、机械振动(振动)，2、机械振动的主要特征是(周期性) (1)“振动”。 3、振动的发生有两个必要条件： (1)物体每次离开平衡位置都会受到平衡位置的力的作用。 (2)电阻的一盏茶很小。 什么样的机械

2、振动最简单？ 物体受力最简单，振动最简单-力作用的机械振动- -简单共振运动，二、简单共振运动，振子以o点为中心沿水平杆方向往复运动。 振子从b点开始运动，通过o点向c点移动，从c点通过o点返回b点，OC等于OB，然后振子反复进行这种往复运动。 以上装置称为弹簧振子。 弹簧振子，定义：理想化处理后的由弹簧和球构成的系统。 弹簧振子的理想条件认为是： (1)弹簧的质量远小于小球的质量，质量集中在振子(小球)上。 (2)小球体积小，可作为质点处理。 (3)忽略摩擦和阻力的所有作用。 (4)球从平衡位置上拉开的位移在弹性限度内。 常见的简并性运动：常见的简并性运动：恢复力，振子在振动过程中受到的重力

3、和支持力平衡，振子在离开平衡位置o点后，只受到弹簧的弹力，该力的方向与振子从平衡位置的位移方向相反，经常指向平衡位置，故称为恢复力。胡克定律是指，当弹簧发生弹性变形时，弹簧振子的复原力f与离开振子平衡位置的位移x的大小成比例，方向总是相反，即，该关系在物理学中被称为胡克定律，在公式中k是弹簧的刚性系数。 负号表示复原力的方向与振子从平衡位置的位移方向相反。物体与位移的大小成正比，经常以指向平衡位置的力进行振动，叫做简并性运动。 判断：是否进行简并性谐振动作的根据是根据简并性运动中的位移、加速度、速度、动能、电势的变化规则，在平衡位置3360的振动物体能够静止时的位置。 (1)振动中的位移x都以

4、平衡位置为起点，所以方向是从平衡位置向末端位置的方向，大小是这两个位置之间的距离，两个“端点”的位移最大，平衡位置位移为零。 (2)加速度a在两个“端点”时最大，在平衡位置时为零，方向始终指向平衡位置。简并性运动中的位移、加速度、速度、动能、电势的变化规律、(3)速度的大小v和加速度a的变化正好相反，两个“端点”为零，平衡位置最大，两个“端点”以外的任何位置的速度方向都可以。 a=-kx/m，(5)在简并性运动中，完成P6的表征，(4)能量变化：机械能量守恒、动能与势能的总量不变。简并性运动中的位移、加速度、速度、动能、电势的变化规则：右、减少、左、减少、左、增大、增大、左、增大、右、增大、左

5、、减少、增大、左、减少、右、减少、右、增大、减少、右、增大、增大、右、增大、左、增加增大、增大、增大，例1、图所示弹簧振子，o是平衡位置，右为正方向，振子在b、c间振动时，从() AB开始o的位移为负，速度从正BO开始c的位移为正，加速度从负CC开始o的位移为负，加速度从正DO开始b的位移为负，速度为负，c，简并性运动的特性2 .复原力与位移成正比方向相反，始终指向平衡位置。 3、简谐运动是理想的运动，由于对振动过程没有抵抗，振动系统的机械能得到保存。 4 .简并性运动是一种不均匀的变速运动。 简并性运动，弹簧振子-理想的物理模型，2，发生条件，(1)有复原力作用，(2)抵抗小，复原力的特征：

6、 F=-kx，各物理量分析，1，定义，机械振动，总结，1，简并性运动是哪一个运动() a，匀加速运动b，均匀减速运动c，等速运动d，不均匀变速运动，d 思考、讨论、讨论、2、进行简并性共振运动的物体，每当通过相同的位置时，必定是相同的物理量为() a、速度b、位移c、复原力d、加速度e、动能、c、b、d、e、3、进行简并性运动的物体，位移为负值时，以下的说法正确() a、速度必定是正的b、速度不一定是正值，但加速度必须是正值。 c、速度必定为负值，加速度必定为正值。 d，速度不一定是负值，并且加速度不一定是负值。 思维与讨论，b，4简并性谐振的弹簧振子受到的复原力与位移的关系，能用图中的哪个图

7、正确表示出来？ ()，c，思考和讨论，三，描述简并性运动特征的物理量，1，全振：振动物体往复一次(以后，完全重复原来的运动)运动称为一次全振。 2、振幅(a ) :振动物体距平衡位置的最大距离称为振幅，用a表示，单位为长度单位，国际单位制为米(m )，振幅表示记述振动强弱的物理量，振幅大时表示振动强度，振幅小时表示振动强度。 振幅的大小反映了振动系统的能量的大小。 3、周期：进行简并性运动的物体完成一次全振动所需的时间，用t表示振荡周期，单位称为时间单位，国际单位制称为秒(s )。 4、频率：单位时间内全部振动完成的次数称为振动频率。 用f表示，在国际单位制中，频率的单位是赫兹(Hz )、三、

8、记述简并性运动特征的物理量，振动周期是记述振动速度的物理量，周期越长振动越慢，周期越小振动越快。 频率是表示振动速度的物理量，频率越大振动越快，频率越小振动越慢。 1、振幅是标量，指物体离开平衡位置的最大距离。 因为既没有负值也没有方向，所以振幅与最大位移不同。 2 .在简并性运动中，在稳定的振动中，物体的振幅是一定的。 振幅与振动的能量有关，振幅越大能量越大。 3 .振动物体在一个全振动过程中通过的过程等于四个振幅，半周期通过的过程等于两个振幅，而四分之一周期通过的过程不等于一个振幅，与振动的开始时刻有关。一些注意事项，4，周期和频率的关系： T=1/f，例1，一个弹簧振子的振动周期为0.2

9、5s，振子从平衡位置向右运动，经过1.7s时，振子的运动状况为() a .向右减速运动的b .向右加速运动的c .向左减速运动的d .向左思考和讨论，b， 2、弹簧振子进行简并性运动时，以下说法正确() a .如果位移为负值，则速度一定为正值b .振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大c .振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也相同d .振子每次通过相同位置时，速度未必相同加速度相同.思考和讨论. d 3.一个水平方向的弹簧振子从其平衡位置向右减去10cm，没有初速开放，振子的频率为5Hz，振子从0.1s向0.15s的内向(左、右)进行减速运动. 通过0.4s内的程度，位移为(右为正)，

10、振子0.65s的最终速度方向(左、右)振子的位移为2cm时，其加速度的大小为4m/s2。振子在振动过程中的最大加速度是思考和探讨、右、正、80cm、10cm、左、20m/s2， 在如图4、4所示的弹簧振子中，振动球以光滑的棒简单地共振，在BOC之间往复，o是平衡位置，d是OC的中点a .在球从o向c运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大b .在球从c向o运动的过程中，加速度越来越小在速度变大的c .球从o向b移动的过程中，克服弹力，d .球从d点向c移动，再次返回d .所需的时间为1/4周期，思考和讨论，BC， 如图5所示，在轻弹簧的下端悬挂20N的物体a，弹簧伸长3cm，进而在悬挂20N的物体b时伸长2cm，切断连接a和b的线，使a在垂直面内振动时，以下的结论正