课件80张PPT。第1讲 机械振动考点1 简谐运动1.概念 质点的位移与时间的关系遵从_____的规律，即它的振动 图象(x-t图象)是一条_____.正弦函数正弦曲线2.简谐运动的表达式 (1)动力学表达式:F=____，其中“-”表示回复力与_____的 方向相反. (2)运动学表达式:x=Asin(ωt+φ),其中A代表振幅,ω=_____ 表示简谐运动的快慢,(ωt+φ)代表简谐运动的_____,φ叫做 初相. 3.回复力 (1)定义：使物体返回到_____的力. (2)方向：时刻指向_____. (3)来源：振动物体所受的沿_____的合力.-kx位移2πf相位平衡位置平衡位置振动方向4.描述简谐运动的物理量物理量 定 义 意 义 位 移 振 幅 周 期 频 率 相 位 由_____指向质点_____ 的有向线段 描述质点振动中某时刻的 位置相对于_____的位移 振动物体离开平衡位置的 _____描述振动的_____和能量 振动物体完成一次_____所 需时间 振动物体_____内完成全 振动的次数 描述周期性运动在各个时 刻所处的_____描述振动的_____，两者互 为倒数：平衡位置所在位置最大距离强弱全振动单位时间快慢不同状态平衡位置简谐运动的五个特征 1.动力学特征:F=-kx，“-”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数. 2.运动学特征:简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反. 3.运动的周期性特征:相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同.4.对称性特征 (1)相隔 或 (n为正整数)的两个时刻，振子位置关 于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反. (2)如图所示,振子经过关于平衡位置 O对称的两点P、P′(OP=OP′)时,速 度的大小、动能、势能相等,相对于平衡位置的位移大小相等.(3)振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间,即tPO=tOP′. (4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOP=tPO. 5.能量特征:振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒. 考点2 简谐运动的图象 1.物理意义：表示振子的_____随时间变化的规律，为正弦 (或余弦)曲线. 2.简谐运动的图象 (1)从平衡位置开始计时,把开始运动的方向规定为正方向， 函数表达式为x=_____,图象如图甲所示.位移Asinωt(2)从正的最大位移处开始计时,函数表达式为x=_____,图 象如图乙所示. 1.对简谐运动图象的认识 (1)简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线，如图所示. Acosωt(2)图象反映的是位移随时间的变化规律，随时间的增加而延伸，图象不代表质点运动的轨迹. (3)任一时刻图线上过该点切线的斜率数值表示该时刻振子的速度大小.正负表示速度的方向，正时沿x正方向，负时沿x负方向.2.图象信息 (1)由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期. (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移. (3)可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向. ①回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t轴. ②速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，下一时刻位移如增加，振动质点的速度方向就是远离t轴，下一时刻位移如减小，振动质点的速度方向就是指向t轴.考点3 简谐运动的两种模型名称项目水平弹簧振子 单摆 模型示意图做简谐运动 的条件 平衡位置 ①忽略弹簧质量②_____ ③在弹簧弹性限度内 ①细线不可伸缩②摆球足 够小且_____③摆角很小弹簧处于_____处 小球运动轨迹的最低点 无摩擦密度大原长名称项目水平弹簧振子 单摆 回复力 周期公式 能量转化 弹簧的_____提供 摆球_____沿与摆线垂直方向 的分力 不作要求 弹性势能与动能相互转 化，_____守恒 重力势能与动能相互转 化，_____守恒 ... ...
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