简谐运动
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课件18张PPT。简 谐 运 动高中物理多媒体课件思考与回顾:我们学过那些形式的运动？
匀速运动,匀变速直线运动,平抛运动,匀速圆周运动……
自然界中还存在一种特殊的运动形式—振动，那么，我们见到那些振动呢？
演示：
内燃机活塞的运动
水平弹簧振子的运动想一想：生活中其它的振运动有没有了呢？
树枝的摇摆
扁担的颤动
发声的琴弦、鼓面、锣面、钟摆的摆动、心脏的跳动……机械振动是生活中常见的运动形式被手拨动的弹簧片上下跳动的皮球小鸟飞离后颤动的树枝归纳并总结：定义：物体在平衡位置所做的往复运动叫做机械振动，通常简称为振动；简谐运动是一种最简单，最基本的振动，研究简谐运动的基本模型是弹簧振子；问题：这些物体的运动各不相同：运动轨迹有直线的，有曲线的；运动方向有水平的，有竖直的；物体的各个部分运动有相同的，有不同的.....它们的运动有什么共同特征？归纳:(1) 物体振动时有一中心位置；
(2) 物体在中心位置两侧做往复运动；机械振动
产生机械振动的条件:
(1)物体一旦离开平衡位置,就受回复力.
(2)阻力很小.
机械振动的特征:空间运动的往复性和时间上的周期性.
常见的简谐振动实例
1、弹簧振子的结构（理想模型）：
（１）小球的运动是平动，可以看作质点；
（２）弹簧的质量远小于小球的质量，可以忽略不计；
（３）小球运动时不计阻力；
（４）小球运动时有一中心位置，叫平衡位置； 2.弹簧振子为什么会振动？
问题：当把振子从它静止的位置O压缩一小段距离到B再放开
后，它为什么会在Ｂ－Ｏ－Ｃ之间振动呢？简谐振动定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐振动.
全振动:振动物体从某一初始状态开始第一 次回到这个状态的过程. 如图:
回复力F=-kx (1)
如图分析可知:回复力的方向与位移的方向相反.
由牛顿第二定律F=ma (2)
由(1),(2) 式,弹簧振子运动的加速a=-kx/m
方向:加速度的方向与回复力的方向相同,与位移的方向相反.
简谐运动的分析
简谐振动的特征:
(1)简谐振动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大.
(2)振动能量:振动能量与振幅有关,且随振幅的增大而增大.振动系统中动能和势能相互转化,总机械能守恒.
(3)简谐运动的位移,回复力,加速度,速度都随时间做周期性变化,变化的周期为T,振子的动能,势能也做周期性变化,周期为T/2.
描述简谐振动的物理量(1)回复力
定义:使物体回到平衡位置,方向跟相对平衡位置的位移方向相反的力.回复力是效果力：它可以由弹力、重力、摩擦力充当，也可以由它们的合力或分力充当。(2) 平衡位置:振动停止时物体所在的位置.振动物体振动过程中回复力为零的位置,但在平衡位置时,合外力不一定为零.例如弹簧振子及上图二在弹簧处于原长时物体所在的位置;图三中弹簧原长自由端以x=mg/k处为物体的平衡位置.图二图三 (3)位移x :由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段.是矢量,其最大值等于振幅.
(4)振幅A:振动离开平衡位置的最大距离.标量,表示振动的强弱.
(5)周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系:T=1/f,由振动系统本身的性质决定.
匀速运动,匀变速直线运动,平抛运动,匀速圆周运动……
自然界中还存在一种特殊的运动形式—振动，那么，我们见到那些振动呢？
演示：
内燃机活塞的运动
水平弹簧振子的运动想一想：生活中其它的振运动有没有了呢？
树枝的摇摆
扁担的颤动
发声的琴弦、鼓面、锣面、钟摆的摆动、心脏的跳动……机械振动是生活中常见的运动形式被手拨动的弹簧片上下跳动的皮球小鸟飞离后颤动的树枝归纳并总结：定义：物体在平衡位置所做的往复运动叫做机械振动，通常简称为振动；简谐运动是一种最简单，最基本的振动，研究简谐运动的基本模型是弹簧振子；问题：这些物体的运动各不相同：运动轨迹有直线的，有曲线的；运动方向有水平的，有竖直的；物体的各个部分运动有相同的，有不同的.....它们的运动有什么共同特征？归纳:(1) 物体振动时有一中心位置；
(2) 物体在中心位置两侧做往复运动；机械振动
产生机械振动的条件:
(1)物体一旦离开平衡位置,就受回复力.
(2)阻力很小.
机械振动的特征:空间运动的往复性和时间上的周期性.
常见的简谐振动实例
1、弹簧振子的结构（理想模型）：
（１）小球的运动是平动，可以看作质点；
（２）弹簧的质量远小于小球的质量，可以忽略不计；
（３）小球运动时不计阻力；
（４）小球运动时有一中心位置，叫平衡位置； 2.弹簧振子为什么会振动？
问题：当把振子从它静止的位置O压缩一小段距离到B再放开
后，它为什么会在Ｂ－Ｏ－Ｃ之间振动呢？简谐振动定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐振动.
全振动:振动物体从某一初始状态开始第一 次回到这个状态的过程. 如图:
回复力F=-kx (1)
如图分析可知:回复力的方向与位移的方向相反.
由牛顿第二定律F=ma (2)
由(1),(2) 式,弹簧振子运动的加速a=-kx/m
方向:加速度的方向与回复力的方向相同,与位移的方向相反.
简谐运动的分析
简谐振动的特征:
(1)简谐振动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大.
(2)振动能量:振动能量与振幅有关,且随振幅的增大而增大.振动系统中动能和势能相互转化,总机械能守恒.
(3)简谐运动的位移,回复力,加速度,速度都随时间做周期性变化,变化的周期为T,振子的动能,势能也做周期性变化,周期为T/2.
描述简谐振动的物理量(1)回复力
定义:使物体回到平衡位置,方向跟相对平衡位置的位移方向相反的力.回复力是效果力：它可以由弹力、重力、摩擦力充当，也可以由它们的合力或分力充当。(2) 平衡位置:振动停止时物体所在的位置.振动物体振动过程中回复力为零的位置,但在平衡位置时,合外力不一定为零.例如弹簧振子及上图二在弹簧处于原长时物体所在的位置;图三中弹簧原长自由端以x=mg/k处为物体的平衡位置.图二图三 (3)位移x :由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段.是矢量,其最大值等于振幅.
(4)振幅A:振动离开平衡位置的最大距离.标量,表示振动的强弱.
(5)周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系:T=1/f,由振动系统本身的性质决定.