人教版2019高中物理选择性必修一2.1 简谐运动 (共18张PPT)

(共18张PPT)
2.1 简 谐 运 动
简 谐 运 动
我们学过的运动形式有哪些
直线运动
曲线运动
匀速直线运动
变速直线运动
抛体运动
圆周运动
斜抛运动
匀速圆周运动
变速圆周运动
匀变速直线运动
变加速直线运动
简 谐 运 动
请观察下面这些运动
荡秋千
摆钟
水平振动的弹簧
简 谐 运 动
思考：这些运动的共同特点是什么？
物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧做的往复运动.
荡秋千
摆钟
水平振动的弹簧
简 谐 运 动
一、机械振动
物体在某一中心位置两侧附近所做的往复运动。通常叫做机械振动，简称为 振动。
这一中心位置，我们称为平衡位置
平衡位置的判断：
物体原来静止时的位置
简 谐 运 动
特征：
1、围绕着“中心”位置
“中心”意味着具有“对称性”
2、“往复”运动
“往复”意味着具有“周期性”
简 谐 运 动
二、弹簧振子
1、理想模型
（1）小球与水平杆之间摩擦不计。
（2）弹簧的质量比小球的质量小的多，也可忽略不计
（3）概念：小球和弹簧所组成的系统，称做
弹簧振子或简称振子
简 谐 运 动
实际物体看作弹簧振子的条件：
1、不计摩擦阻力和空气阻力
2、不计弹簧的质量
3、小球可视为质点
4、弹簧的形变在弹性限度内
简 谐 运 动
2、弹簧振子的运动
（1）位移
①振动物体的位移x都是相对于平衡
位置的位移
②、以平衡位置为坐标原点O，沿振动方向建立坐标轴，规定在O点右边时位移为正，在左边时位移为负。
简 谐 运 动
思考：弹簧振子的受力情况如何？
①、弹簧振子的运动状态在不断的发生变化，是什么
力改变了他的运动状态？
②、这个力的方向有什么特点？
③、这个力的大小是怎样变化的？满足什么规律？
④、这个力的作用效果是什么？
简 谐 运 动
（2）回复力
①定义：振子在振动过程中，所受重力与支持力平衡，振子在离开平衡位置 O 点后，只受到弹簧的弹力作用，这个力的方向跟振子离开平衡位置的位移方向相反，总是指向平衡位置，所以称为回复力。
注意：回复力是效果力
②大小：
F =－ kx
简 谐 运 动
简谐运动
物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动，叫做简谐运动
简 谐 运 动
（3）加速度a
（4）速度v
大小与方向都在改变
简 谐 运 动
弹簧振子 O到B B到O O到A A到O
位移 大小 变 大 变 小 变 大 变 小
方向 向 右 向 右 向 左 向 左
回复力 大小 变 大 变 小 变 大 变 小
方向 向 左 向 左 向 右 向 右
加速度 大小 变 大 变 小 变 大 变 小
方向 向 左 向 左 向 右 向 右
速度 大小 变 小 变 大 变 小 变 大
方向 向 右 向 左 向 左 向 右
简诣运动几个物理量的变化情：
简 谐 运 动
（5）简谐运动的特点：
a、回复力与位移成正比而方向相反，总是指向
平衡位置。
b、简谐运动是一种理想化的运动，振动过程中
无阻力，所以振动系统机械能守恒。
c、简谐运动是一种非匀变速运动。
简 谐 运 动
三、弹簧振子的位移-时间图像
简 谐 运 动
对图像的理解：
1、图像是正弦或余弦函数图像。
2、横坐标表示时间t，纵坐标表示
振子的位移x，图像表示位移随时间变化的关系。
3、在t轴上方，表示位移为正，在t轴的下方，表示位移为负。
小结：简谐运动——弹簧振子的振动
1. 理想化条件:
理想化模型
①弹簧为轻弹簧，不考虑质量
②无摩擦力影响
A
2.回复力 :
x
x
O
B
F
3.加速度:
回复力（加速度）的大小与位移成正比，方向与位移方向相反的运动叫做简谐运动。