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课件网) 简谐运动 思考：为什么尤克里里能发出声音？ 观察：以上几个运动有什么共同特点？ 特点：具有往复性、周期性 机械振动：物体（或者物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动叫做机械振动，简称振动。 机械振动 平衡位置：物体静止时所处的位置。 思考：生活中还有哪些机械振动的例子？ 运动的物体有: 滑块和弹簧 振动方向的受力：弹簧弹力和阻力 参与转化的能量：滑块动能，弹簧动能，弹性势能，内能 思考：请同学们参考之前研究运动的方法， 去简化“弹簧-滑块”模型 （1）滑块看成质点 （2）不计一切阻力 （3）轻质弹簧 （4）弹性限度内 弹簧振子 弹簧振子:物体和弹簧所组成的系统。 其中物体称为振子。 理想化模型 1.怎样建立坐标轴？ 沿着物体振动方向建立x轴 （规定好正方向） 2.坐标原点如何选？ 以平衡位置为原点 3.弹簧振子的位移：从平衡位置指向 振子所在位置的有向线段 弹簧振子的x-t图 练习：如图所示，O点为振子的平衡位置，AO=1cm，规定水平向右为正方向，则A点位移是多少？A点的位置坐标是多少？ 弹簧振子的x-t图 小球的位置坐标反映了小球的位移 O A B x=-1cm 思考：有什么办法可以记录滑块的位置？ t/s x/m O 思考：怎么证明这个图像是正余弦曲线？ 弹簧振子的x-t图 t/s x/m O 思考：怎么证明这个图像是正余弦曲线？ 简谐运动：如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（xt 图像）是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。 简谐运动 一次全振动：振子经历 B→O→B'→O→B路径的一个完整振动. 振动的振幅：物体振动时离开平衡位置的最大距离，用A表示. 振动的周期：物体完成一次全振动所需要的时间，用T表示. 振动的频率：物体在一段时间内全振动的次数与所用时间之比，用f 表示. 周期和频率的关系为： 思考: 如图所示为弹簧振子的模型，O点为振子的平衡位置，A、O间和B、O间距离都是x，弹簧劲度系数为k。 (1)当振子在A点时所受弹簧的弹力方向如何？在B点呢？与位移方向相同还是相反？ (2)弹力的大小与位移大小是什么关系？ (3)弹力提供什么作用效果？ O A B O A B x F x F 回复力：使振子回到平衡位置的力。 回复力特点：按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置。 回复力来源：振动方向上的合力。 简谐运动的回复力 弹力方向总与位移方向相反 弹力大小总与位移大小成正比 1.简谐运动的动力学特点 物体在跟平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动。 2.公式： 离开平衡位置的位移 弹簧的劲度系数(常量） “-” 表示回复力方向始终与位移方向相反 B O B’ B O B’ 位移 大小 速度 大小 方向 大小 动能 回复力 大小 势能 大小 方向 机械能 大小 加速度 大小 方向 大小选填“最大”“0”或者“不变” 方向选填“向右”或者“向左” B O B’ B O B’ 位移 大小 速度 大小 方向 大小 动能 回复力 大小 势能 大小 方向 机械能 大小 加速度 大小 方向 大小选填“最大”“0”或者“不变” 方向选填“向右”或者“向左” 最大 最大 最大 最大 最大 最大 向左 向右 向左 向右 向左 向右 最大 不变 最大 最大 最大 不变 不变 平衡位置：动能最大，势能为0 最大位移处：动能为0，势能最大 做简谐运动的物体在振动中经过某一位置时所具有的动能和势能之和，称为简谐运动的能量。 所以简谐运动的能量指振动系统的机械能。 简谐运动的能量特征 1.简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。 2.机械能=任意位置的动能+势能 =平衡位置的动能 =最大位移处的势能 3.简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。 简谐运动的能量特征 ... ...
