内容正文:
第二章
机械振动
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第1节 简谐运动
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核心素养要求 核心素养呈现
1.知道什么叫机械振动和简谐运动.
2.理解平衡位置、回复力的概念.
3.知道弹簧振子模型的组成,掌握简谐运动的动力学特征.
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机械振动
1.定义
物理学中,将物体(或物体的某一部分)在__________附近的往复运动称为机械振动,简称__________.
2.平衡位置
振动物体在某一位置的附近做往复运动,这个位置称为__________.也是物体所受回复力为_______的位置.
知识点一
某一位置
振动
平衡位置
零
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3.回复力
(1)方向:总是指向__________的力.
(2)作用效果:使物体总是在__________附近振动.
(3)来源:回复力可由__________来提供,也可由振动物体受到的几个力的__________来提供.
平衡位置
平衡位置
某一个力
合力
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(1)机械振动是匀速直线运动.( )
(2)机械振动是匀变速直线运动.( )
(3)平衡位置即速度为零时的位置.( )
(4)机械振动是物体在平衡位置附近所做的往复运动.( )
判一判
×
×
×
√
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简谐运动及其特征
1.弹簧振子
(1)弹簧振子是一种__________.
(2)弹簧振子的组成:如图所示,弹簧一端固定,另一端连接
一个可视为质点的__________,不计____________,物体置于____________上.
(3)弹簧振子的回复力:回复力由物体所受__________提供,为F=__________.其中k是弹簧的__________,x是物体相对平衡位置的__________,负号表示力与位移的方向__________.
知识点二
理想模型
物体
弹簧质量
光滑水平面
弹簧弹力
-kx
劲度系数
位移
相反
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正比
弹性势能
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如图所示的装置,把小球向右拉开一段距离后释放,可以观察到小球左右运动了一段时间,最终停止运动.
(1)小球的运动具有什么特点?为什么小球最终停止运动?
提示:小球的运动具有往复性.小球因为受到摩擦力的作用最终停止运动.
(2)在横杆上涂上一层润滑油,重复刚才的实验,观察到的结果与第一次实验有何不同?
提示:小球往复运动的次数增多,运动时间变长.
想一想
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(3)猜想:如果小球受到的阻力忽略不计,弹簧的质量比小球的质量小得多,也忽略不计,实验结果如何?
提示:小球将持续地做往复运动.
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平衡位置与回复力
[思 考 探 究]
如图所示,竖直方向的弹簧振子模型,振子在a、c两点间做往
复性运动,b点是其平衡位置.请思考:
(1)弹簧振子的运动有什么特点?
提示:振子振动时有一中心位置,振子在中心位置两侧做往复运动.
(2)在平衡位置处,弹簧的弹力等于零吗?
提示:不等于零.
要点 1
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[思 维 深 化]
1.机械振动的特点
(1)物体在平衡位置附近做往复运动.
(2)机械振动是一种周期性运动.
2.对简谐运动的平衡位置的认识
(1)从物体受力特点看:物体在平衡位置所受合力不一定为零,而是沿振动方向的合力为零.
(2)从速度角度看:平衡位置是振动中速度最大的位置.
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