高二物理简谐运动 人教.ppt

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1、第十一章第十一章 机械振动机械振动2021/8/11 星期三1一、机械振动一、机械振动 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，就叫做机械振动。2021/8/11 星期三2钟摆的摆动，水上浮标的浮动，钟摆的摆动，水上浮标的浮动，担物行走时扁担的颤动，担物行走时扁担的颤动，在微风中树梢的摇摆，在微风中树梢的摇摆，振动的音叉、锣、鼓、琴弦等都是振动的音叉、锣、鼓、琴弦等都是机械振动。机械振动。比如：比如：2021/8/11 星期三3共同特点1、围绕着“中心”位置2、“往复”运动“中心”意味着具有“对称性”（也称这中心为平衡位置）“往复”意味着具有“周期性”（知道一次完整的运动情况可

2、推之后的运动情况）2021/8/11 星期三4一、机械振动一、机械振动物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做往复运动。通常简称为 振动。研究振动要从最简单、最基本的振动着手，这种振动叫做 简谐运动。2021/8/11 星期三5建立理想模型1、小球与水平杆之间摩擦不计。2、弹簧的质量比小球的质量小的多，也可忽略不计。（轻质弹簧）弹簧+小球，定位珠杆符合上述两条件的“弹簧+小球”模型就是弹簧振子。这是一种理想化的处理二、简谐运动二、简谐运动2021/8/11 星期三6简谐运动简谐运动2021/8/11 星期三7 振子以振子以O点为中心在水平杆方向做点为中心在水平杆方向做往复运动。振子由往复运动。振

3、子由A点开始运动，经过点开始运动，经过O点运动到点运动到A点，由点，由C 点再经过点再经过O 点回到点回到A 点，且点，且OA 等于等于OA,此后振子不停地重此后振子不停地重复这种往复运动。以上装置称为弹簧振复这种往复运动。以上装置称为弹簧振子。子。2021/8/11 星期三82021/8/11 星期三92021/8/11 星期三101、从能量转化角度看，为什么会振动？振子偏离平衡位置时总会受到一种力，这种力的作用效果是使振子能返回平衡位置，这种力我们称为“回复力”2、从力和运动关系角度看呢？（1 1）回复力）回复力按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置2021/8/11 星期三11（2 2

4、）位移）位移偏离平衡位置的位移（初位置定为在平衡位置）（X）方向始终背离平衡位置O（3）速度：方向沿物体的运动方向2021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13（4 4）回复力和位移的关系）回复力和位移的关系?F回=kx 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置的回复力的作用力的振动。（5 5）简谐运动）简谐运动条件：F回=kx2021/8/11 星期三14下列物理量速度V 加速度a 回复力F 位移X1、在平衡位置最大的有：为零的有：V X F a 2、在弹簧的最大的伸长量或最大的压缩量:最大的物理量有：为零的物理量有：X F aV 3、从A到 O是加速度不断

5、速度 过程。（O到A呢）2021/8/11 星期三15简谐运动的特点：简谐运动的特点：1 1、回回复复力力与与位位移移成成正正比比而而方方向向相相反反，总是指向平衡位置。总是指向平衡位置。2 2、简简谐谐运运动动是是一一种种理理想想化化的的运运动动，振振动动过过程程中中无无阻阻力力，所所以以振振动动系系统统机机械能守恒。械能守恒。3 3、简谐运动是一种非匀变速运动。、简谐运动是一种非匀变速运动。位移随时间关系是：位移随时间关系是：正弦函数关系。正弦函数关系。2021/8/11 星期三16判断简谐运动的方法判断简谐运动的方法 一个物体是否做简谐运动就看运动物体是否满足简谐运动的特点：F=kx例1

6、、在水平地面上竖直弹跳的篮球例2、在劲度系数为k，原长为L0的固定于一点的弹簧下端挂一质量为m的小物块，释放后小物块做上下振动，此时弹簧没有超出弹性限度，证明：小木块的振动是简谐运动2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三18如如何何证证明明是是简简谐谐振振动动？2021/8/11 星期三19例3、小球在两个相互连接的倾角为的光滑斜面上以O点为中心往复运动。2021/8/11 星期三202021/8/11 星期三21 振子的 运动 项目 由B到O 由O到A 由A到O 由O到B 对平衡位 置的位移 方向 大小变化 回复力 方向 大小变化 加速度 方向 大小变化 速度 方向 大小变化弹簧振子振动过程中各物理量的变化2021/8/11 星期三22简谐运动举例：简谐运动举例：2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三24演讲完毕，谢谢观看！2021/8/11 星期三25