【高中·物理】机械振动讲稿.ppt
机械振动机械振动1.1.什么是机械振动什么是机械振动?2 2知道什么是回复力作用知道什么是回复力作用?.弹簧振子振动过程中弹簧振子振动过程中,位移速度回复力和位移速度回复力和加速度的变化情况加速度的变化情况.微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动摆动、声带的振动 (1)(1)一端固定的钢板尺一端固定的钢板尺(2)(2)单摆单摆(3)(3)弹簧振子弹簧振子平衡位置平衡位置振动物体所受到的合外力等于零时所处的振动物体所受到的合外力等于零时所处的位置位置什么是机械振动什么是机械振动?物体振动时有一中心（平衡）位置，物体物体振动时有一中心（平衡）位置，物体(或物体的一部分或物体的一部分)在中心位置两侧做往复在中心位置两侧做往复运动，叫机械振动运动，叫机械振动,简称为振动。简称为振动。Boc弹簧与小球相连就成了弹簧振子吗？在在光滑光滑的条件下，弹簧和振子组成的系统的条件下，弹簧和振子组成的系统(1)(1)是什么力使振子回到平衡位置？是什么力使振子回到平衡位置？(2)(2)振动过程受几个力作用？振动过程受几个力作用？每当弹簧振子离开平衡位置后，就会受到每当弹簧振子离开平衡位置后，就会受到指向平衡位置的回复力的作用指向平衡位置的回复力的作用.重力、支持重力、支持力平衡，合外力为弹簧的弹力，在此弹力力平衡，合外力为弹簧的弹力，在此弹力作用下，振子回到平衡位置。作用下，振子回到平衡位置。Boc回复力使振动物体回到平衡位置的力使振动物体回到平衡位置的力特点：特点：都是以效果来命名的力都是以效果来命名的力 位移以平衡位置为初始位置，以振子所在的以平衡位置为初始位置，以振子所在的位置为末位置的有向线段位置为末位置的有向线段3 3在一次全振动中，相关物理量的变化规在一次全振动中，相关物理量的变化规律律让同学观察当振子从让同学观察当振子从BOCOBBOCOB时，就时，就完成了一次全振动，以后振子会重复上述完成了一次全振动，以后振子会重复上述过程。过程。振子从运动到时，位移大小为振子从运动到时，位移大小为|O|O|，方向向，方向向右；右；振子从运动到时，位移大小为振子从运动到时，位移大小为|O|O|，方向向，方向向左；左；振子运动到振子运动到O O时，位移为零；时，位移为零；位移可以用振子坐标位移可以用振子坐标x x来表示。来表示。(1)(1)位移的变化位移的变化位移的方向总是背向平衡位置位移的方向总是背向平衡位置 CB(2)(2)回复力的变化回复力的变化当位移当位移x x变化时，变化时，回复力回复力F F如何变化？如何变化？F F与与x x成正比变化，且方向相反成正比变化，且方向相反 回复力的方向总是指向平衡位置，即与位回复力的方向总是指向平衡位置，即与位移方向相反移方向相反 BCB(3)(3)加速度的变化加速度的变化提出问题：当回复力提出问题：当回复力F F变化时，加速度变化时，加速度a a如如何变化？何变化？根据牛顿第二定律，根据牛顿第二定律，a a与与F F成正比，且方向成正比，且方向相同。相同。(4)(4)速度的变化速度的变化BOBO振子怎样运动？振子怎样运动？是加速度变小的加速运动，速度是加速度变小的加速运动，速度v v变大，变大，O O速度最速度最大。大。OCOC振子做什么运动？振子做什么运动？明确：是加速度变大的减速运动，速度明确：是加速度变大的减速运动，速度v v变小，变小，C C速度为零。速度为零。1 1、什么是机械振动？、什么是机械振动？2 2、机械振动的条件是什么？、机械振动的条件是什么？3 3、运动学中的位移和机械振动中的位移有、运动学中的位移和机械振动中的位移有何不同？何不同？大小大小大小大小大小大小大小大小方向方向方向方向方向方向方向方向大小大小(增大增大,减小减小)方向方向(向左向左,向右向右)减小减小向右向右0每当弹簧振子离开平衡位置后，就会受到每当弹簧振子离开平衡位置后，就会受到指向平衡位置的回复力的作用指向平衡位置的回复力的作用.B一、振幅一、振幅1 1定义：振动物体离开平衡位置的定义：振动物体离开平衡位置的最大距最大距离离，用符号用符号A A来表示来表示,单位：单位：m m2 2作用：描述振动的强弱（如图中的作用：描述振动的强弱（如图中的O O或或OC OC）BC振幅和位移的区别是什么？振幅和位移的区别是什么？对于一个给定的振动，振子的位移是时对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的，刻变化的，但振幅是不变的，位移是矢量，振幅是标量，它等于最大位位移是矢量，振幅是标量，它等于最大位移的数值移的数值二、周期和频率二、周期和频率1 1周期（周期（T T）：振动物体完成一次全振动所需的）：振动物体完成一次全振动所需的时间，单位：时间，单位：s s2 2频率（频率（f f）：单位时间完成全振动的次数，单）：单位时间完成全振动的次数，单位：位：HzHz3 3作用：描述振动的快慢作用：描述振动的快慢1 1弹簧振子是下列哪一种运动：弹簧振子是下列哪一种运动：A A匀变速运动；匀变速运动；B B匀速直线运动；匀速直线运动；C C变加速运动和变减速运动；变加速运动和变减速运动；D D匀加速直匀加速直线运动线运动。课堂练习课堂练习4 4、一弹簧振子做简谐运动，、一弹簧振子做简谐运动，则下列说法正确的有（）则下列说法正确的有（）A A、若位移为负值，则速度一定为正值、若位移为负值，则速度一定为正值B B、振子通过平衡位置时，速度为零，加速、振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大度最大C C、振子每次通过平衡位置时，加速度相同，、振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也相同速度也相同D D、振子每次通过同一位置时，其速度不一、振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同定相同，但加速度一定相同5 5、弹簧振子做机械振动时，以下说法正确、弹簧振子做机械振动时，以下说法正确的是（）的是（）A A、振子通过平衡位置时，回复力一定为零、振子通过平衡位置时，回复力一定为零B B、振子做减速运动，加速度却在增大、振子做减速运动，加速度却在增大C C、振子向平衡位置运动时，加速度方向与、振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反速度方向相反D D、振子远离平衡位置运动时，加速度方向、振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反与速度方向相反
