《2017-2018學(xué)年高中物理 第一章 機(jī)械振動(dòng) 第1講 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)課件 教科版選修3-4.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中物理 第一章 機(jī)械振動(dòng) 第1講 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)課件 教科版選修3-4.ppt（28頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1講簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),[目標(biāo)定位]1.知道什么叫機(jī)械振動(dòng)，什么叫平衡位置.2.知道什么是彈簧振子，理解振子的位移.3.掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征，明確回復(fù)力的概念.4.知道什么是振動(dòng)的振幅、周期和頻率.5.理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一次全振動(dòng)過程中的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況．,一、機(jī)械振動(dòng)物體(或物體的某一部分)在某一位置兩側(cè)所做的______運(yùn)動(dòng)，叫做機(jī)械振動(dòng)，通常簡(jiǎn)稱為______．這個(gè)位置稱為__________．,往復(fù),振動(dòng),平衡位置,二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1．振子模型：如圖1所示，如果小球與水平桿之間的______忽略不計(jì)，彈簧的質(zhì)量比小球的質(zhì)量________，也可以忽略不計(jì)，這樣的系統(tǒng)

2、稱為彈簧振子．其中的小球常稱為振子．,摩擦,小得多,2．回復(fù)力：當(dāng)小球偏離平衡位置時(shí)，受到的指向__________的力．3．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：如果物體所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成______，并且總指向__________，則物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．4．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)．,平衡位置,正比,平衡位置,三、振幅、周期和頻率1．振幅：振動(dòng)物體離開平衡位置的__________．物理意義：振幅是表示振動(dòng)______的物理量．2．周期和頻率(1)周期：振子完成一次________所用的時(shí)間，用T表示，單位是秒，符號(hào)是____.(2)頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的______，用f表示，

3、單位是赫茲，符號(hào)是____.(3)周期與頻率的關(guān)系：f＝____.(4)物理意義：周期和頻率都是表示振動(dòng)______的物理量．,最大距離,強(qiáng)弱,全振動(dòng),s,次數(shù),Hz,快慢,想一想振幅就是振動(dòng)物體離開平衡位置的最大位移嗎？為什么？答案不是．振幅是一個(gè)標(biāo)量．它是指物體離開平衡位置的最大距離．它既沒有負(fù)值，也無方向，而最大位移既有大小，也有方向，所以振幅不同于最大位移．,四、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量1．振動(dòng)系統(tǒng)的總機(jī)械能：彈簧的______和振子的______之和．2．如果不考慮摩擦和空氣阻力，振動(dòng)系統(tǒng)的總機(jī)械能______．3．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一個(gè)________模型．想一想彈簧振子在振動(dòng)過程中動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)

4、化，振子的位移x、回復(fù)力F、加速度a、速度v四個(gè)物理量中有哪幾個(gè)與動(dòng)能的變化步調(diào)一致？答案只有速度v.,勢(shì)能,動(dòng)能,守恒,理想化,1．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移是矢量，是從平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段．注意：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移和一般運(yùn)動(dòng)中的位移有很大區(qū)別，一般運(yùn)動(dòng)中的位移都是由初位置指向末位置，而簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移都是由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置．,一、對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的理解,2．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力(1)回復(fù)力是指將振動(dòng)物體拉回到平衡位置的力，它可以是物體所受的合外力，也可以是一個(gè)力或某一個(gè)力的分力，而不是一種新的性質(zhì)力．,(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力：F＝－kx①k是比例系數(shù)，并非彈簧的勁度系數(shù)(水

5、平彈簧振子中k為彈簧的勁度系數(shù))，其值由振動(dòng)系統(tǒng)決定，與振幅無關(guān)．②“－”號(hào)表示回復(fù)力的方向與偏離平衡位置的位移的方向相反．③x是指質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移，不一定是彈簧的伸長(zhǎng)量或壓縮量．④回復(fù)力的作用總是把物體拉向平衡位置．,解析因位移、速度、加速度和彈力都是矢量，它們要相同必須大小相等、方向相同，M、N兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，振子所受彈力應(yīng)大小相等、方向相反，振子位移也是大小相等，方向相反．由此可知，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤．振子在M、N兩點(diǎn)的加速度雖然方向相反，但大小相等，故C選項(xiàng)正確．振子由M→O速度越來越大，但加速度越來越小，振子做加速運(yùn)動(dòng)，但不是勻加速運(yùn)動(dòng)．振子由O→N速度越來越小，但加速度越來越大

6、，振子做減速運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速運(yùn)動(dòng)，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案C,借題發(fā)揮彈簧振子位于關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩點(diǎn)時(shí)，振子的位移、加速度大小相等，方向相反；振子的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反．,針對(duì)訓(xùn)練1(多選)如圖3所示，一個(gè)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，關(guān)于彈簧振子的位移和加速度的下列說法正確的是()A．位移最大時(shí)，加速度最大B．位移最小時(shí)，加速度最大C．位移最大時(shí)，速度最大D．位移最小時(shí)，速度最大解析根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移和回復(fù)力的關(guān)系可知，彈簧振子的位移最大時(shí)，加速度最大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；彈簧振子的速度為零時(shí)，加速度為零，速度最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．答案AD,1．對(duì)全振動(dòng)的理解正確理解全振動(dòng)的概念

7、，應(yīng)注意把握全振動(dòng)的五種特征．(1)振動(dòng)特征：一個(gè)完整的振動(dòng)過程．(2)物理量特征：位移(x)、速度(v)第一次同時(shí)與初始狀態(tài)相同，即物體從同一方向回到出發(fā)點(diǎn)．(3)時(shí)間特征：歷時(shí)一個(gè)周期．(4)路程特征：振幅的4倍．(5)相位特征：增加2π.,二、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量,【例2】彈簧振子在AB間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，AB間距離是20cm，A到B運(yùn)動(dòng)時(shí)間是2s，如圖4所示，則()A．從O→B→O振子做了一次全振動(dòng)B．振動(dòng)周期為2s，振幅是10cmC．從B開始經(jīng)過6s，振子通過的路程是60cmD．從O開始經(jīng)過3s，振子處在平衡位置,答案C,1．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量(1)不考慮阻力，彈簧振子振動(dòng)過程中

8、只有彈力做功，在任意時(shí)刻的動(dòng)能與勢(shì)能之和不變，即機(jī)械能守恒．(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能由振幅決定對(duì)同一振動(dòng)系統(tǒng)來說，振幅越大，振動(dòng)的能量越大．如果沒有能量損耗，振幅保持不變，它將永不停息地振動(dòng)下去，因此簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)又稱等幅振動(dòng)．,三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量及運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化,2．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各量的變化情況如圖5所示的彈簧振子,【例3】如圖6所示，一水平彈簧振子在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為O，已知振子的質(zhì)量為M.,(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量取決于______，物體振動(dòng)時(shí)動(dòng)能和______能相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能______．(2)振子在振動(dòng)過程中，下列說法中正確的是()A．振子在平衡位置，動(dòng)能最大，勢(shì)能最小B．振子

9、在最大位移處，勢(shì)能最大，動(dòng)能最小C．振子在向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于振子振幅減小，故總機(jī)械能減小D．在任意時(shí)刻，動(dòng)能與勢(shì)能之和保持不變(3)若振子運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)將一質(zhì)量為m的物體放到M的上面，且m和M無相對(duì)滑動(dòng)而一起運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．振幅不變B．振幅減小C．最大動(dòng)能不變D．最大動(dòng)能減小,針對(duì)訓(xùn)練2如圖7所示，一輕彈簧一端固定，另一端連接一物塊構(gòu)成彈簧振子，該物塊是由a、b兩個(gè)小物塊粘在一起組成的．物塊在光滑水平桌面上左右振動(dòng)．振幅為A0，周期為T0.當(dāng)物塊向右通過平衡位置時(shí)，a、b之間的粘膠脫開；以后小物塊a振動(dòng)的振幅和周期分別為A和T，則：A____A0(填“>”“”“<”或“＝”)．,解析小球通過平衡位置時(shí)彈性勢(shì)能為零，動(dòng)能最大．向右通過平衡位置，a由于受到彈簧彈力做減速運(yùn)動(dòng)，b做勻速運(yùn)動(dòng)．小物塊a與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能小于原來系統(tǒng)的機(jī)械能，所以小物塊a的振幅減小，A