第2章 机械振动 第1节 简谐运动(强基课———逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 通过实验,认识简谐运动的特点。 1.知道机械振动、平衡位置、弹簧振子的概念。 2.掌握简谐运动的特点,会根据回复力的特点判断物体是否做简谐运动。 3.会用动力学的方法分析简谐运动中位移、速度、回复力和加速度的变化规律。 4.会用能量守恒的观点分析简谐运动中动能、势能、总能量的变化规律。 逐点清(一) 机械振动 [多维度理解] 1.机械振动 物体(或物体的某一部分)在 附近的往复运动称为机械振动,简称振动。 2.平衡位置 物体振动停止时保持静止的位置。 3.回复力 (1)定义:物体振动时受到的总是指向 的力。 (2)作用效果:总是要把振动物体拉回到 。平衡位置是指物体所受 的位置。 (3)来源:回复力是根据力的作用效果命名的力,不是单独某一性质的力,可以是一个力,或者一个力的分力,也可以由振动物体受到的几个力的合力来提供。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)平衡位置即速度为零时的位置。 ( ) (2)平衡位置为振子能保持静止的位置。 ( ) (3)回复力是根据力的作用效果命名的。 ( ) (4)振动物体在平衡位置所受的回复力为零。 ( ) 2.下列属于机械振动的是 ( ) ①乒乓球在地面上的来回上下运动 ②弹簧振子在竖直方向的上下运动 ③秋千在空中来回的运动 ④竖于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下振动 A.①② B.②③ C.③④ D.②③④ 3.一切发声的物体都在振动,比如蜜蜂翅膀抖动和古筝琴弦振动,那么振动是怎样产生的 逐点清(二) 简谐运动及其特征 [多维度理解] 1.弹簧振子 (1)定义:弹簧振子是 和 所组成的振动系统的总称。 (2)弹簧振子是一种 。 (3)回复力来源:物体所受弹簧的 。 (4)回复力的大小:F= 。 2.简谐运动及其特征 (1)定义:像弹簧振子这样,物体所受回复力的大小与位移大小成 ,方向总是与位移方向 的运动称为简谐运动。 (2)运动特征:简谐运动的加速度具有大小与位移大小成 、方向与位移方向 的特征,即a==-x。 (3)从能量角度看:由于弹簧振子在振动过程中只有弹簧的弹力做功,系统的 和 相互转换,机械能守恒。 3.简谐运动三个物理量的特点 (1)位移:以平衡位置为坐标原点,以振动所在的直线为坐标轴,规定正方向,则某一时刻振子的位移用该时刻振子所在位置的坐标来表示。 (2)速度:速度是描述振子在平衡位置附近运动快慢的物理量。在所建立的坐标轴(也称为“一维坐标系”)上,速度的正负表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反。 (3)加速度:做简谐运动的物体的加速度a=,由于弹簧振子的形变量x不断变化,所以简谐运动是变加速运动。振子在通过平衡位置处时,加速度的大小为0,方向改变。 4.简谐运动各物理量的变化规律 (1)两个转折点 ①平衡位置是位移方向、回复力方向和加速度方向变化的转折点。 ②最大位移处是速度方向变化的转折点。 (2)—个守恒:简谐运动过程中动能和势能之间相互转化,但系统的机械能守恒。 [全方位练明] 1.关于简谐运动,下列说法正确的是 ( ) A.位移的方向总是指向平衡位置 B.速度的方向总是跟位移的方向相反 C.加速度的方向总是跟位移的方向相同 D.回复力的方向总是由振动物体所在位置指向平衡位置 2.如图所示,O为弹簧振子的平衡位置,t=0时刻把小球向右拉到C点静止释放。以水平向右为正方向,下列描述小球相对O点的位移x、小球的速度v随时间t变化的关系图像,小球的加速度a、所受回复力F随位移x变化的关系图像中,正确的是 ( ) 3.如图所示,弹簧振子在B、C两点间做无摩擦的往复运动,O是振子的平衡位置。则振子 ( ) A.从B向O运动过程中位移一直变小 B.从O向C运动过程中加速度一直变小 C.从B经过O ... ...
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