1、1.1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),思考：,1.什么是機(jī)械振動(dòng)？有什么特點(diǎn)？ 1.什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？有什么特點(diǎn)？ 3.知道描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量。,復(fù)習(xí)回顧,高中階段我們學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)形式有哪些? 提示：按運(yùn)動(dòng)軌跡分類,直線運(yùn)動(dòng),曲線運(yùn)動(dòng),勻速直線運(yùn)動(dòng),變速直線運(yùn)動(dòng),勻變速直線運(yùn)動(dòng),變加速直線運(yùn)動(dòng),拋體運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng),平拋運(yùn)動(dòng),斜拋運(yùn)動(dòng),勻速圓周運(yùn)動(dòng),變速圓周運(yùn)動(dòng),機(jī)械振動(dòng)是生活中常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式,一、機(jī)械振動(dòng),1、定義：物體（或物體的一部分）在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，就叫做機(jī)械振動(dòng)（振動(dòng)）,2.特點(diǎn):,(1)平衡位置,(2)往復(fù)運(yùn)動(dòng),3、產(chǎn)生振動(dòng)有兩個(gè)必要條件：,（1）每當(dāng)物體離開(kāi)平衡位置就會(huì)受到回復(fù)力的作用。,

2、（2）阻力足夠小。,二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),條件(理想化) ： 小球看成質(zhì)點(diǎn) 忽略彈簧質(zhì)量 忽略摩擦力 小球從平衡位置拉開(kāi)的位移在彈性限度內(nèi)。,思考：,振子的運(yùn)動(dòng)是怎樣一種運(yùn)動(dòng)呢？,1.彈簧振子,定義:小球和彈簧所組成的系統(tǒng).,理想化模型,彈簧+小球,2.回復(fù)力,振子在振動(dòng)過(guò)程中，所受重力與支持力平衡，振子在離開(kāi)平衡位置 O 點(diǎn)后，只受到彈簧的彈力作用，這個(gè)力的方向跟振子離開(kāi)平衡位置的位移方向相反，總是指向平衡位置，所以稱為回復(fù)力。,回復(fù)力：使振動(dòng)物體返回平衡位置的力。,特點(diǎn)：方向：總指向平衡位置 回復(fù)力是按效果命名的力，回復(fù)力可以是物體受到的一個(gè)力,也可以是物體所受某一個(gè)力的分力,還可以是物體受到的合

3、外力,平衡位置:平衡位置是指回復(fù)力為零的位置，但并不一定是合外力為零的位置（單擺）,3.知識(shí)回顧：胡克定律,在彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈簧振子的回復(fù)力F與振子偏離平衡位置的位移x大小成正比，且方向總是相反，即：,這個(gè)關(guān)系在物理學(xué)中叫做胡克定律,式中k是彈簧的勁度系數(shù)。負(fù)號(hào)表示回復(fù)力的方向跟振子離開(kāi)平衡位置的位移方向相反。,定義:物體所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置，則物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。,說(shuō)明:判斷是否作簡(jiǎn)諧振動(dòng)的依據(jù)是,4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：,K-比例系數(shù),x-位移：由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段， 是矢量, “”表示回復(fù)力與位移的方向相反,5.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特

4、點(diǎn)：,1、簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最簡(jiǎn)單、最基本的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)諧振動(dòng)是理想化的振動(dòng)。 2、回復(fù)力與位移成正比而方向相反，總是指向平衡位置。 3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過(guò)程中無(wú)阻力，所以振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 4、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種非勻變速運(yùn)動(dòng)。 5、位移隨時(shí)間變化關(guān)系圖是正弦或余弦曲線.,例、試判斷下列機(jī)械振動(dòng)是否是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),判斷機(jī)械振動(dòng)是否是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方法： （1）找振動(dòng)物體的平衡位置 （2）列出物體的位移為X時(shí)回復(fù)力的表達(dá)式 （3）判斷回復(fù)力是否滿足F=-kx；,光滑斜面,6.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)。,（1）位移：振動(dòng)中的位移x都是以平衡位置為起點(diǎn)的，因此，方向就是從平衡位置指向

5、末位置的方向，大小就是這兩位置間的距離，兩個(gè)“端點(diǎn)”位移最大，在平衡位置位移為零。,（2）回復(fù)力：,指向平衡位置，與位移方向相反，平衡位置為零，兩端點(diǎn)最大。,（3）回復(fù)加速度：,復(fù)習(xí)：,振子的振動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng),（4）. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的三個(gè)特征： （1）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體的受力特征：F=-kx； （2）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量特征：機(jī)械能守恒； （3）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征：變加速運(yùn)動(dòng)。,三、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特征的物理量,1、全振動(dòng)：振動(dòng)物體往返一次（以后完全重復(fù)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)）的運(yùn)動(dòng)，叫做一次全振動(dòng)。,2、振幅（A）：振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，叫做振幅，用A表示，單位為長(zhǎng)度單位單位，在國(guó)際單位制中為米（m） ，振幅是描

6、述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，振幅大表示振動(dòng)強(qiáng)，振幅小表示振動(dòng)弱。振幅的大小反映了振動(dòng)系統(tǒng)能量的大小。,3、周期：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間，叫做振動(dòng)的周期用T表示，單位為時(shí)間單位，在國(guó)際單位制中為秒（s）。,4、頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)，叫做振動(dòng)的頻率。用f表示，在國(guó)際單位制中，頻率的單位是赫茲（Hz），,振動(dòng)周期是描述振動(dòng)快慢的物理量，周期越長(zhǎng)表示振動(dòng)越慢，周期越小表示振動(dòng)越快。,頻率是表示振動(dòng)快慢的物理量，頻率越大表示振動(dòng)越快，頻率越小表示振動(dòng)越慢。,思考題： 1、振幅就是最大位移嗎？ 振幅是一個(gè)標(biāo)量，指物體偏離平衡位置的最大距離。它沒(méi)有負(fù)值，也無(wú)方向，所以振幅不同于最大位

7、移。 2、頻率越大，振幅就越大嗎？ 在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，振幅跟頻率或周期無(wú)關(guān)。在一個(gè)穩(wěn)定的振動(dòng)中，物體的振幅是不變的。 3、一次全振動(dòng)通過(guò)的路程是幾個(gè)振幅？ 半個(gè)周期內(nèi)通過(guò)幾個(gè)振幅？ 四分之一周期內(nèi)通過(guò)幾個(gè)振幅？ 振動(dòng)物體在一個(gè)全振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程等于4個(gè)振幅，在半個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程等于兩個(gè)振幅，但在四分之一周期內(nèi)通過(guò)的路程不一定等于一個(gè)振幅，與振動(dòng)的起始時(shí)刻有關(guān)。1T通過(guò)路程S=4A,1/2T路程S=2A,4、振幅越大，能量越大嗎？ 振幅與振動(dòng)的能量有關(guān)，振幅越大，能量越大。 5、振動(dòng)頻率與哪些因素有關(guān)？ 物體的振動(dòng)周期與頻率，由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定，與振幅無(wú)關(guān)，所以其振動(dòng)周期稱為固有周期。振

8、動(dòng)頻率稱為固有頻率。,1：下列運(yùn)動(dòng)中屬于機(jī)械振動(dòng)的有 （ ） A、樹(shù)枝在風(fēng)的作用下的運(yùn)動(dòng) B、豎直向上拋出的物體的運(yùn)動(dòng) C、說(shuō)話時(shí)聲帶的振動(dòng) D、爆炸聲引起的窗扇的運(yùn)動(dòng),ACD,課堂練習(xí)：,2做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的彈簧振子受到的回復(fù)力與位移的關(guān)系可用圖中哪個(gè)圖正確表示出來(lái)？（ ）,C,3如圖所示，輕質(zhì)彈簧下端掛重為30N的物體A，彈簧 伸長(zhǎng)了3cm，再掛重為20N的物體B時(shí)又伸長(zhǎng)2cm，若將 連接A和B的連線剪斷，使A在豎直面內(nèi)振動(dòng)時(shí)，下面結(jié)論 正確的是（ ）A振幅是2cm B振幅是3cmC最大回復(fù)力是30N D最大回復(fù)力是20N,AD,課后作業(yè)：試證明A在豎直方向的振動(dòng)就是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。,四、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中位

9、移、加速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)能的變化規(guī)律,向右,減小,向左,減小,向左,增大,增大,減小,向左,增大,向右,增大,向左,減小,減小,增大,向左,減小,向右,減小,向右,增大,增大,減小,向右,增大,向左,增大,向右,減小,減小,增大,思考：BOB”三個(gè)點(diǎn)的特征？,2.對(duì)稱性： 振子經(jīng)過(guò)關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩位置時(shí)，加速度等大反向；速度大小相等，方向可能相同也可能相反。 無(wú)論從平衡位置到對(duì)稱點(diǎn)，還是從對(duì)稱點(diǎn)到平衡位置，所用時(shí)間相等。,如：振子由P到O所用時(shí)間等于O到P所用時(shí)間，即tPOtOP. 振子往復(fù)過(guò)程中通過(guò)同一段路程(如OP段)所用時(shí)間相等，即tOPtPO.,4、圖所示為一彈簧振子，O為平衡位

10、置，設(shè)向右為正方向，振子在B、C之間振動(dòng)時(shí)（ ） AB至O位移為負(fù)、速度為正 BO至C位移為正、加速度為負(fù) CC至O位移為負(fù)、加速度為正 DO至B位移為負(fù)、速度為負(fù),C,5如圖所示的彈簧振子，振球在光滑桿上做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，往返于BOC 之間，O是平衡位置，D是OC的中點(diǎn)則：（ ） A.小球由O向C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度越來(lái)越大，速度越來(lái)越大B.小球由C到O運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度越來(lái)越小，速度越來(lái)越大 C.小球由O到B運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，要克服彈力做功D.小球由D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C再返回D，所用的時(shí)間是1/4周期,BC,6、一個(gè)彈簧振子的振動(dòng)周期是0.25s，當(dāng)振子從平衡位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)1.7s時(shí)，振子的運(yùn)動(dòng)情況是（ ） A.正在向右做減速運(yùn)動(dòng)； B.正在向右做加速運(yùn)動(dòng)； C.正在向左做減速運(yùn)動(dòng)； D.正在向左做加速運(yùn)動(dòng)；,B,遠(yuǎn)離平衡位置速度減小，靠近平衡位置，速度增大。,7.將一個(gè)水平方向的彈簧振子從它的平