第1节简谐运动优秀课件.ppt
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1、第第1节节 简谐运动简谐运动黄冈中学网校达州分校第1页,本讲稿共34页第2页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校物理与生活物理与生活如图如图91所示,摆钟是大家熟知的,它是靠所示,摆钟是大家熟知的,它是靠摆锤的振动来计时的。摆锤的振动来计时的。思考讨论思考讨论 你能知道摆锤的振动特点吗你能知道摆锤的振动特点吗?第3页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校知识详解知识详解知识点知识点1 机械振动机械振动 1.机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫机械振动,简称为振动振动最基运动,叫机械振动,简称为振动振动最基本的特征是运动具有重复性本的特征是运动具有重
2、复性第4页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校2.振动产生的条件振动产生的条件 (1)存在回复力存在回复力 每当物体离开平衡位置后,它就受到一个指向每当物体离开平衡位置后,它就受到一个指向平衡位置的合力的作用,这个合力叫回复力平衡位置的合力的作用,这个合力叫回复力 回复力的作用:是使振动物体能返回平衡位置回复力的作用:是使振动物体能返回平衡位置 回复力是根据力的效果命名的,可以是同种性回复力是根据力的效果命名的,可以是同种性质的力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,质的力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,实质是物体在振动方向所受的合外力实质是物体在振动方向所受的合外力第5页,本讲稿共34
3、页黄冈中学网校达州分校例如:在图例如:在图92所示的几种情况下,物体所所示的几种情况下,物体所受回复力分别为:受回复力分别为:第6页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校(a)回复力回复力F是重力是重力mg在运动方向上的分量,在运动方向上的分量,即即 (b)若此时弹力若此时弹力F弹弹mg,则回复力,则回复力F=F弹弹-mg (c)回复力回复力F就是两弹簧弹力的合力就是两弹簧弹力的合力 (2)受到的阻力足够小:如果物体只受到回复受到的阻力足够小:如果物体只受到回复力作用而阻力为零时,则物体做自由振动,力作用而阻力为零时,则物体做自由振动,当然这是一种理想化的模型当然这是一种理想化的模型第7页,本讲
4、稿共34页黄冈中学网校达州分校知识点知识点2 简谐运动简谐运动 1.简谐运动:物体在跟位移大小成正比并且总简谐运动:物体在跟位移大小成正比并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简谐运动谐运动 2.回复力的特点:回复力的特点:F=-kx,其中,其中x是偏离平衡位是偏离平衡位置的位移,置的位移,k是回复力与位移的比例系数,负号是回复力与位移的比例系数,负号表示回复力方向始终与位移方向相反,这个关表示回复力方向始终与位移方向相反,这个关系在物理学中叫做胡克定律,式中的常数系在物理学中叫做胡克定律,式中的常数k叫做叫做劲度系数,简称劲度劲度系数,简称劲度【
5、注意】位移从平衡位置起向外指向振子位置【注意】位移从平衡位置起向外指向振子位置.第8页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校如图如图93所示,振子由平衡位置所示,振子由平衡位置O运动到运动到A时时位移是位移是OA,方向是由,方向是由O到到A;振子再由;振子再由A经经O运动到运动到A时,其位移是时,其位移是OA,方向仍是由,方向仍是由O到到A,不要错误地认为这时的位移是,不要错误地认为这时的位移是AA第9页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校3.加速度的特点:加速度的特点:(可作为判别一可作为判别一个物体是否做简谐运动的依据个物体是否做简谐运动的依据)振动物体加速度的大小随相对平衡位置的位振动物体
6、加速度的大小随相对平衡位置的位移变化而变化,且总是指向平衡位置所以移变化而变化,且总是指向平衡位置所以简谐运动是一种变加速运动简谐运动是一种变加速运动 4.简谐运动各物理量周期性变化的特点简谐运动各物理量周期性变化的特点 如图如图93所示,弹簧振子以所示,弹簧振子以O点为平衡位置沿点为平衡位置沿光滑的水平杆在光滑的水平杆在AA两点之间做简谐运动两点之间做简谐运动.第10页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校各物理量的周期性变化特点如下表:各物理量的周期性变化特点如下表:第11页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校5.简谐运动的对称性简谐运动的对称性(1)简谐运动在空间上的对称性简谐运动在空间上
7、的对称性 经过平衡位置两侧的对称点时,加速度的大经过平衡位置两侧的对称点时,加速度的大小相等、方向相反;速度的大小相等、方向小相等、方向相反;速度的大小相等、方向有时相同有时相反;动能相同有时相同有时相反;动能相同 (2)时间的对称性时间的对称性不论是从对称点回到平衡位置,还是从平衡不论是从对称点回到平衡位置,还是从平衡位置运动到对称点,所用时间相等位置运动到对称点,所用时间相等第12页,本讲稿共34页第13页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校易错点:简谐运动位移的判断易错点:简谐运动位移的判断 易错点导析:本节最容易错的地方在于对位易错点导析:本节最容易错的地方在于对位移的判断,由于前面运
8、动学中的位移总是以移的判断,由于前面运动学中的位移总是以物体出发点作为参考点,而本章中物体的位物体出发点作为参考点,而本章中物体的位移参考点为平衡位置可巧记为移参考点为平衡位置可巧记为“平衡位置平衡位置就是家,位移总是相对它就是家,位移总是相对它”第14页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校【例【例4】在图】在图914中,当振子由中,当振子由A向向O运动运动时,下列说法正确的是时,下列说法正确的是()A振子的位移大小在减小振子的位移大小在减小B振子的运动方向向左振子的运动方向向左C振子的位移方向向左振子的位移方向向左D振子的位移大小在增大振子的位移大小在增大第15页,本讲稿共34页黄冈中学网校
9、达州分校错解:错解:B、C、D错解分析:造成错解的原因错解分析:造成错解的原因在于对本节的位移概念把握不准,忽视了位在于对本节的位移概念把握不准,忽视了位移的参考点本题中位移的参考点应是移的参考点本题中位移的参考点应是O点,点,所以所以C、D错误错误 正确解法:正确解法:A、B点拨:由于振子在点拨:由于振子在O点的右点的右侧由侧由A向向O运动,所以振子的位移方向向右,运动,所以振子的位移方向向右,位移的大小在不断地减小,选位移的大小在不断地减小,选A、B第16页,本讲稿共34页第17页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校一、学科综合思维专题点拨一、学科综合思维专题点拨 学科综合思维导析:在对做
10、简谐运动物体受学科综合思维导析:在对做简谐运动物体受力分析时,既要注意简谐运动物体的受力特力分析时,既要注意简谐运动物体的受力特征,还要注意它与胡克定律的区别与联系;征,还要注意它与胡克定律的区别与联系;若需应用牛顿第二定律求解,还震注意研究若需应用牛顿第二定律求解,还震注意研究对象的选取与受力分析。对象的选取与受力分析。第18页,本讲稿共34页黄冈中学网校达州分校【例【例1】如图】如图916所示,物体所示,物体A置于物体置于物体B上,一上,一轻质弹簧一端固定,另一端与轻质弹簧一端固定,另一端与B相连,在弹性限度范相连,在弹性限度范围内,围内,A和和B一起在光滑水平面上做往复运动(不计一起在光
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