11.1 简谐运动—人教版高中物理选修3-4课件(共15张PPT)

11.1 简谐运动 学习目标 1、 知道平衡位置的概念； 2、 知道什么是简谐运动，并会判断简谐运动； 3、 知道简谐运动的特点和规律。 1．定义 振子在中心位置附近所做的往复运动， 简称振动。 机械振动也是机械运动的一种。 2．特征 （1）平衡位置：“中心位置”即平衡位置，也是振动物体原来静止时的位置。 （2）运动具有往复性，周期性。 一、机械振动 3．振动的条件 每当物体离开平衡位置后，它就受到一个指向平衡位置的力，该力产生使物体回到平衡位置的效果（这种力称为回复力） 4．说明 （1）机械振动的轨迹可以是直线，也可以是曲线； （2）物体所受合外力不是恒定的，而是变化的。 一、机械振动 判断机械振动的两个关键点分别是平衡位置和往复运动。 二、弹簧振子 1．弹簧振子 如图所示，如果球与杆或斜面之间的摩擦可以忽略，且弹簧的 质量与小球相比也可以忽略，则该装置为弹簧振子。 二、弹簧振子 2．实际物体看作弹簧振子的理想化条件 (1)质量：弹簧的质量比小球的质量小得多，可以认为质量集中于 振子(小球)； (2)体积：构成弹簧振子的小球体积足够小，可以认为小球是一个质点； (3)阻力：忽略弹簧以及小球与水平杆之间的摩擦力； (4)弹性限度：小球从平衡位置被拉开的位移在弹性限度内。 1.建立坐标系 以小球的平衡位置为坐标原点，一般规定小球在平衡位置右边(或上边)时，位移为正，在平衡位置左边(或下边)时，位移为负。 2．图像绘制 用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的位置。 如图所示为振子的位移—时间图像，用来描述振动 物体的位移随时间的变化规律。 三、弹簧振子的位移—时间图像 1．定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像 (x­-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。 2．特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，位移随时间按正弦规律变化，所以它是一种变力作用下的变加速运动。 3．简谐运动的图像 (1)形状：正弦曲线，凡是能写成x＝Asin(ωt＋φ)的曲线均为正弦曲线。 (2)物理意义：表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律。 四、简谐运动及其图像 四、简谐运动及其图像 （1）位移：从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段。 ❶大小：平衡位置到振子所在位置的距离； ❷方向：从平衡位置指向振子所在位置； ❸位移的