機械振動第一節(jié)簡諧運動

1、 想一想想一想 進入高中以來，我們主要學習了哪幾種進入高中以來，我們主要學習了哪幾種形式的運動形式的運動? ? 請說出各運動的名稱及每種運請說出各運動的名稱及每種運動所對應的受力情況。動所對應的受力情況。1.1.勻速直線運動勻速直線運動 2.2.勻變速直線運動勻變速直線運動3.3.平拋運動（勻變速曲線運動）平拋運動（勻變速曲線運動） 4.4.勻速圓周運動勻速圓周運動 一、機械振動一、機械振動一、機械振動一、機械振動 物體在物體在平衡位置平衡位置附近的附近的往復運動往復運動2 2、特點、特點: :關于平衡位置對稱關于平衡位置對稱（1 1）對稱性對稱性(2)(2)周期性周期性往復運動往復運動1 1

2、、定義、定義: :平衡位置：平衡位置： 振動振動停止停止時物體所在的時物體所在的位置位置. . 條件條件( (理想化理想化) ) ： 物體看成質點物體看成質點 忽略彈簧質量忽略彈簧質量 忽略摩擦力忽略摩擦力 思考：思考：振子的運動是怎樣一種運動呢？振子的運動是怎樣一種運動呢？二、彈簧振子二、彈簧振子1.1.定義定義: :物體和彈簧物體和彈簧所組成的所組成的系統(tǒng)系統(tǒng). .理想化模型理想化模型彈簧彈簧+ +物體物體思考思考1:1:彈簧振子為什么會做往復運動彈簧振子為什么會做往復運動? ?1 1、存在力、存在力;慣性慣性思考思考2:2:這個力有什么特點這個力有什么特點? ?2 2、方向：總是指向平衡

3、位置、方向：總是指向平衡位置. . 大?。捍笮。篎=kXF=kX(1)(1)定義定義: :使振動物體返回平衡位置的力使振動物體返回平衡位置的力總是指向總是指向平衡位置平衡位置) ). .2.2.回復力回復力: :回復力是回復力是按力的按力的作用效果作用效果命名的命名的. .(2)(2)來源來源: :可以由某個力或幾個力的合力可以由某個力或幾個力的合力提供提供. .3.3.平衡位置（平衡位置（O）: :（2 2）、）、回復力為零回復力為零的位置的位置. .但并但并不一定不一定是是合外力為零合外力為零的位置的位置(1)(1)、振動停止振動停止時物體所在的位置時物體所在的位置. .由由平衡位置平衡位

4、置指向指向振動質點振動質點所在位置所在位置的有向的有向線段，是矢量。線段，是矢量。4 4、位移、位移練習冊練習冊P3P3例題例題1 1 F F回回=F=F彈彈 胡克定律：胡克定律：F F彈彈=KX=KX三、簡諧運動三、簡諧運動定義定義: :物體所受回復力的大小與位移物體所受回復力的大小與位移大小成正比，并且總是指向平衡位置，大小成正比，并且總是指向平衡位置，則物體的運動叫做簡諧運動。則物體的運動叫做簡諧運動。kxF（1 1）“- -” ” 表示回復力方向始終與表示回復力方向始終與位移方向位移方向相反相反. .（2 2）k- k- 比例系數(shù)比例系數(shù) X- X-離開平衡位置的位移離開平衡位置的位移

5、四、描述簡諧運動特征的物理量四、描述簡諧運動特征的物理量 1 1、全振動全振動：振動物體往返一次（以后完全振動物體往返一次（以后完全重復原來的運動）的運動，叫做一次全振動。重復原來的運動）的運動，叫做一次全振動。 2 2、振幅（振幅（A A）：）：振動物體離開平衡位置的最大距振動物體離開平衡位置的最大距離離 （1 1）振幅是一個標量，無方向）振幅是一個標量，無方向（2 2）振幅是描述振動強弱及振動系統(tǒng)能量的大小。）振幅是描述振動強弱及振動系統(tǒng)能量的大小。的物理量（的物理量（A A大，系統(tǒng)能量就大）大，系統(tǒng)能量就大） （3 3）對于一個給定的振動，振子的）對于一個給定的振動，振子的位移位移是是時

6、時刻變化刻變化的，但的，但振幅振幅是是不變不變的的. .3 3、周期（周期（T T）：）：做簡諧運動的物體完做簡諧運動的物體完成一次全振動所需要的時間。成一次全振動所需要的時間。4 4、頻率：頻率：單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)注意注意：物體的振動周期與頻率，由振動：物體的振動周期與頻率，由振動系統(tǒng)系統(tǒng)本身的性質本身的性質決定，與振幅無關，所決定，與振幅無關，所以其振動周期稱為以其振動周期稱為固有周期固有周期。振動頻率。振動頻率稱為稱為固有頻率固有頻率。練習冊練習冊P4P4例題例題2 2小結：小結：1 1、振動物體在一個振動物體在一個全振動全振動過程中通過程中通過的路程等

7、于過的路程等于4 4個振幅，在個振幅，在半個周期半個周期內(nèi)通過的路程等于兩個振幅（內(nèi)通過的路程等于兩個振幅（與起與起始位置無關始位置無關）2 2、在、在1/4T1/4T內(nèi)通過的路程不一定等于內(nèi)通過的路程不一定等于一個振幅，與振動的一個振幅，與振動的起始位置有關起始位置有關。只有只有起始位置在起始位置在平衡位置平衡位置或或最大位移處最大位移處時，時，1/4T1/4T內(nèi)通過的路程才等于一個振幅內(nèi)通過的路程才等于一個振幅五、簡諧運動中振子的五、簡諧運動中振子的x,F,a,vx,F,a,v及能量分析及能量分析O-AA教材：教材：P5P5交流與討論交流與討論1 1、 簡諧運動的簡諧運動的三個特征：三個特

8、征：（1 1）簡諧運動物體的）簡諧運動物體的受力受力特征：特征：F=-F=-kxkx； （2 2）簡諧運動的）簡諧運動的運動運動特征：變加速運特征：變加速運動（加速度動（加速度a a在變）在變） （3 3）簡諧運動的）簡諧運動的能量能量特征：機械能守特征：機械能守恒恒振子經(jīng)過關于平衡位置對稱的兩位置時，振子經(jīng)過關于平衡位置對稱的兩位置時，加速度（位移）加速度（位移）等大反向；等大反向；速度速度大小相等，大小相等，方向可能相同也可能相反。方向可能相同也可能相反。無論從平衡位置到對稱點，還是從對稱無論從平衡位置到對稱點，還是從對稱點到平衡位置，所用點到平衡位置，所用時間時間相等。相等。 2 2、對

9、稱性、對稱性：鞏固練習鞏固練習1 1、圖所示為一彈簧振子，、圖所示為一彈簧振子，O O為平衡位置，為平衡位置，設向右為正方向，振子在設向右為正方向，振子在B B、C C之間振動時之間振動時A AB B至至O O位移為負、速度為正位移為負、速度為正B BO O至至C C位移為正、加速度為負位移為正、加速度為負C CC C至至O O位移為負、加速度為正位移為負、加速度為正D DO O至至B B位移為負、速度為負位移為負、速度為負OCBC小結：小結：位移與加速度位移與加速度必反向，大小成正比；必反向，大小成正比；位移與速度位移與速度方向無必然聯(lián)系，但大小變化相方向無必然聯(lián)系，但大小變化相反反鞏固練習

10、鞏固練習2.2.彈簧振子以彈簧振子以O O點為平衡位置，在水平方向上點為平衡位置，在水平方向上的的A A、B B兩點間做簡諧運動，以下說法正確的是兩點間做簡諧運動，以下說法正確的是( () )A A振子在振子在A A、B B兩點時的速度和位移均為零兩點時的速度和位移均為零B B振子在通過振子在通過O O點時速度的方向將發(fā)生改變點時速度的方向將發(fā)生改變C C振子所受彈力的方向總跟速度方向相反振子所受彈力的方向總跟速度方向相反D D振子離開振子離開O O點的運動總是減速運動，靠近點的運動總是減速運動，靠近O O點的運動總是加速運動點的運動總是加速運動D鞏固練習鞏固練習3 3、作簡諧振動的物體，當它

11、每次經(jīng)、作簡諧振動的物體，當它每次經(jīng)過同一位置時，一定相同的物理量是過同一位置時，一定相同的物理量是（ ） A A、速度、速度 B B、位移、位移 C C、回復力、回復力 D D、加速度、加速度 E E、動能、動能BCDE鞏固練習鞏固練習4 4、一個彈簧振子的振動周期是、一個彈簧振子的振動周期是0.25s0.25s，當，當振子從平衡位置開始向右運動，經(jīng)過振子從平衡位置開始向右運動，經(jīng)過1.7s1.7s時，振子的運動情況是（時，振子的運動情況是（ ）A.A.正在向右做減速運動；正在向右做減速運動； B.B.正在向右做加速運動；正在向右做加速運動；C.C.正在向左做減速運動；正在向左做減速運動；

12、D.D.正在向左做加速運動；正在向左做加速運動； B B教材教材P5P5練習與評價第練習與評價第1 1題題T8 . 625. 07 . 1鞏固練習鞏固練習5 5如圖所示，輕質彈簧下端掛重為如圖所示，輕質彈簧下端掛重為20N20N的物體的物體A A，彈簧伸長了，彈簧伸長了3cm3cm，再掛重，再掛重為為20N20N的物體的物體B B時又伸長時又伸長2cm2cm，若將連接，若將連接A A和和B B的連線剪斷，使的連線剪斷，使A A在豎直面內(nèi)振動在豎直面內(nèi)振動時，下面結論正確的是（時，下面結論正確的是（ ）A A振幅是振幅是2cm 2cm B B振幅是振幅是3cm 3cm C C最大回復力是最大回復

13、力是30N 30N D D最大回復力是最大回復力是20N20NAD 復習復習、1 1 一水平彈簧振子做簡諧運動，則下列說法中一水平彈簧振子做簡諧運動，則下列說法中正確的是正確的是( () )A A若位移為負值，則速度一定為正值，加速若位移為負值，則速度一定為正值，加速度也一定為正值度也一定為正值B B振子通過平衡位置時，速度為零，加速度振子通過平衡位置時，速度為零，加速度最大最大C C振子每次通過平衡位置時，加速度相同，振子每次通過平衡位置時，加速度相同，速度也一定相同速度也一定相同D D振子每次通過同一位置時，其速度不一定振子每次通過同一位置時，其速度不一定相同，但加速度一定相同相同，但加速度一定相同D復習復習2 2、一平