1.1 简谐运动 课件 -2021-2022学年高二下学期物理教科版选修3-4

§1.1 简谐运动 一、机械振动：物体（或物体的一部分）在某一位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动，简称为振动，这个位置称为平衡位置（即物体能保持静止的位置）。 1.弹簧振子（理想化模型）：在光滑的水平杆上套着一个小球，弹簧一端固定，另一端连接在小球上，小球可以在杆上滑动。小球和水平杆之间的摩擦忽略不计，弹簧的质量比小球的质量小得多，也可忽略不计，这样的系统称为弹簧振子。小球称为振子。 弹簧振子的理想化条件: （1）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）小球需体积很小，可当做质点处理； （3）忽略一切摩擦及阻力作用； （4）在弹性限度内。 活动：详见课本P3 2、振子的位移： （1） 以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴的正方向。振子在任何时刻相对于O点的位移可用x表示，x值的大小表示振子相对于O点的距离；x的正负表示振子位移的方向。 即在未说明时，振子的位移总是以平衡位置为起点，方向由平衡位置指向振子所在位置（背向平衡位置），位移的大小等于这两个位置之间的距离。 （2）水平弹簧振子弹力F与位移x的矢量关系：F= - kx 3、回复力：振子偏离平衡位置时，总会受到一个指向平衡位置的力把这个力叫做回复力。 （1）回复力的作用使振动物体返回平衡位置； （2）回复力的方向总是指向平衡位置，与位移的方向相反，F=-kx ； （3）回复力是效果力,是振动方向上的合力（类比向心力）。 说明： 二、简谐运动 1.如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置，则物体所做的运动叫做简谐运动。做简谐运动的振子称为谐振子。 说明： 简谐运动是最简单、最基本的振动。 一切复杂的振动都可以看成是若干简谐运动的叠加。 2.公式： F回=-kx F回——振动方向上的合力 x——偏离平衡位置的位移 k——比例系数，对弹簧振子，k为劲度系数 3.简谐运动举例： 在水面上下浮动的木块（始终未完全进入水中）。 其平衡位置均是小球能静止的位置，不是在原长位置处。 均为光滑斜面 （2）当振子在O点时，X、F（a）均最小（为0），v最大； 当振子在两端点处时， X、F（a）均最大，v最小（为0）。 （3）振子在同一位置或关于O点对称处，各物理量大小均同。 5.简谐