教科版高中物理选修3-4第一章第1节简谐运动（26张ppt）

第一章 机械振动 一、机械振动 物体（或物体的某一部分）在某一位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动，这个位置称为平衡位置. 振动现象在自然界中普遍存在。钟摆的摆动，水中浮标的上下浮动，挑着物体行走时扁担的颤动，树梢在微风中的摇摆，都是振动。一切发声的物体都在振动。 振子原来静止时的位置（一般情况下指物体在没有振动时所处的位置） 二、简谐运动 我们建立如上图所示的理想化模型：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很多，也可以忽略不计。这样的系统称为弹簧振子，其中的小球常称为振子。 我们学过哪些运动及其受力如何？ F合的方向与速度在一条直线上 F合的方向与速度方向有一夹角 F合的方向与速度方向始终垂直 运动 受力特点 力大小变化情况 与速度的方向关系 匀速直线运动 匀变速直线运动 匀变速曲线运动 匀速圆周运动 …… …… …… 思考与讨论 O A B 物体做简谐运动时，所受的合力有什么特点？ O A B C D O A B C D O A B C D O A B C D O A B C D O A B C D O A B C D O B C D A X X X X X X F F F F F F 二、简谐运动 在振子的振动过程中，只有弹簧的弹力改变振子的运动状态. 在以上情景中，当振子运动到O点右侧时，弹簧伸长，给振子一个向左的弹力；当振子运动到O点左侧时，弹簧压缩，给振子一个向右的弹力. 总之，当小球偏离平衡位置时，都会受到一个指向平衡位置的力，这种力叫做回复力. 1.定义：振动物体受到的总是指向平衡位置的力. 2.来源：物体在振动方向的合力。 3.公式：F=-kx 中“-”表示回复力方向与位移方向相反. （一）回复力 5.简谐运动的运动学特点 4.简谐运动的动力学特点 如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。即回复力满足 F=-kx 的运动就是简谐运动。 （1）当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动。 （2）当物体从平衡位置向最大位移处运动