高中物理 簡諧運動課件 魯科版選修3-4.ppt

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,,高中物理·選修3-4·魯教版,,,第1章 機械振動 第1講 簡諧運動,[目標定位] 1.知道什么叫機械振動.2.理解回復力、平衡位置的概念.3.了解彈簧振子，掌握簡諧運動的動力學特征．,一、什么是機械振動 1．機械振動：物體在 附近做的 運動，叫做機械振動，簡稱振動． 2．回復力：總是指向 的力． 3．平衡位置：指物體所受回復力為 的位置．,平衡位置,往復,平衡位置,零,二、彈簧振子的振動 1．彈簧振子是一種 模型，由一個質量可以 的彈簧與一個質量為m的物體構成． 2．簡諧運動：物體所受回復力的大小與位移大小成 ，并且總是指向 的運動，或加速度的大小與位移大小成 ， 加速度的方向與位移方向 的運動.,理想,忽略不計,正比,平衡位置,正比,相反,一、對簡諧運動的平衡位置、位移、回復力、加速度的理解 1．對平衡位置的理解 (1)從物體受力特點看：物體在平衡位置所受合力不一定為零，而是沿振動方向的合力為零． (2)從速度角度看：平衡位置是振動中速度最大的位置．,2．對簡諧運動的位移的理解 簡諧運動的位移是矢量，是從平衡位置指向振動質點所在位置的有向線段． 注意：簡諧運動的位移和一般運動的位移有很大區(qū)別，一般運動的位移都是由初位置指向末位置．而簡諧運動的位移都是由平衡位置指向振動質點所在位置．,3．對回復力的理解 (1)回復力是指將振動物體拉回到平衡位置的力，它是效果力，而不是一種新的性質力．它可以由物體所受的合外力提供，也可以由某一個力或某一個力的分力提供． (2)簡諧運動的回復力：F＝－kx ①k是比例系數(shù)，并非彈簧的勁度系數(shù)(水平彈簧振子中k為彈簧的勁度系數(shù))，其值由振動系統(tǒng)決定，與振動位移大小無關．,②“－”號表示回復力的方向與質點偏離平衡位置的位移的方向相反． ③x是指質點對平衡位置的位移，不一定等于彈簧的伸長量或壓縮量． ④回復力的作用總是把物體拉向平衡位置．,【例1】 如圖1－1－1所示，彈簧下端懸 掛一鋼球，上端固定，它們組成一個振 動的系統(tǒng)，用手把鋼球向上托起一段距 離，然后釋放，鋼球便上下振動起來， 若以豎直向下為正方向，下列說法正確的是 ( ) A．鋼球運動所能達到的最低處為平衡位置 B．鋼球原來靜止時的位置為平衡位置 C．鋼球振動到距原靜止位置下方3 cm處時位移為3 cm D．鋼球振動到距原靜止位置上方2 cm處時位移為2 cm,圖1－1－1,解析 振子的平衡位置是指振子原來靜止時的位置，故A錯，B對．振子的位移為從平衡位置指向某時刻所在位置的有向線段，有方向，有正負，可判斷C對，D錯． 答案 BC,針對訓練1 如圖1－1－2所示，彈簧振 子在光滑水平桿上的A、B之間做往復 運動，下列說法正確的是 ( ) A．彈簧振子運動過程中受重力、支持力和彈簧彈力的作用 B．彈簧振子運動過程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復力作用 C．振子由O向A運動過程中，加速度方向向左 D．振子由O向B運動過程中，回復力的方向指向平衡位置,圖1－1－2,解析 回復力是根據(jù)效果命名的力，不是做簡諧運動的物體受到的具體的力，它是由物體受到的具體的力所提供的，在此情景中彈簧的彈力充當回復力，故A正確、B錯誤；回復力的方向總是指向平衡位置，加速度的方向與回復力方向相同，所以振子由O向A運動過程中，加速度方向一直向右，由O向B運動過程中，回復力方向一直向左，故C錯誤、D正確． 答案 AD,二、簡諧運動中各量的變化情況 如圖1－1－3所示的彈簧振子 圖1－1－3,【例2】 彈簧振子在光滑的水平面上做簡諧運動，在振子向著平衡位置運動的過程中 ( ) A．振子所受的回復力逐漸增大 B．振子離開平衡位置的位移逐漸增大 C．振子的速度逐漸增大 D．振子的加速度逐漸增大,解析 在振子向著平衡位置運動的過程中，振子所受的回復力逐漸減小，振子離開平衡位置的位移逐漸減小，振子的速度逐漸增大，振子的加速度逐漸減小，選項C正確． 答案 C,針對訓練2 一彈簧振子振動過程中的某段時間內其加速度數(shù)值越來越大，則在這段時間內 ( ) A．振子的速度逐漸增大 B．振子的位移逐漸增大 C．振子正在向平衡位置運動 D．振子的速度方向與加速度方向一致,解析 振子由平衡位置向最大位移處運動過程中，振子的位移越來越大，加速度增大，速度方向與加速度方向相反，振子做減速運動，速度越來越小，故A、D錯誤，B正確；振子向平衡位置運動的過程中，位移減小，回復力變小，加速度變小，故C錯誤． 答案 B,