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,- 配套講稿:
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