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第十一章 机械振动
复习回顾
高中阶段我们学过的运动形式有哪些
提示：按运动轨迹分类
直线运动
曲线运动
匀速直线运动
变速直线运动
匀变速直线运动
变加速直线运动
抛体运动
圆周运动
平抛运动
斜抛运动
匀速圆周运动
变速圆周运动
1.加速度大小方向都不变的匀变速直线运动。（自由落体运动）
2.加速度大小方向都不变的匀变速曲线运动。（平抛运动）
3.加速度大小不变方向改变的变加速曲线运动。（匀速圆周运动）
思考：如果加速度大小和方向都改变，那么物体会做什么运动呢？
一、机械振动
物体在平衡位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振动．通常简称振动
思考:
这些物体的运动有什么共同特点
①往复性
②有一个中心位置(平衡位置)—— 物体保持静止状态时所处的位置。
③轨迹可以是直线，也可以是曲线
2、条件：
①忽略摩擦力
②弹簧的质量与小球相比可以忽略。
4、运动特点：振子在平衡位置附近往复运动。具有周期性，对称性。
1、概念：小球和弹簧所组成的系统称为弹簧振子，
二、弹簧振子(理想化模型）
3、平衡位置：小球原来静止时的位置
三、振动图像(位移--时间图象)
1、位移x:由平衡位置指向所在位置的有向线段（小球在平衡位置O点右边时位移取正，在O点左边时位移取负）如图示，是振子在A、B位置的位移xA和xB
坐标原点0－平衡位置 横坐标t－振动时间
纵坐标x－振子偏离平衡位置的位移
规定在0点右边时位移为正，左边时位移为负.
三、振动图像(位移--时间图象)
0
t
x
第一个1/2周期：
时间t(s) 0 t0 2t0 3t0 4t0 5t0 6t0
位移x(cm） -20.0 -17.8 -10.1 0.1 10.3 17.7 20.0
第二个1/2周期：
时间t(s) 6t0 7t0 8t0 9t0 10t0 11t0 12t0
位移x(cm) 20.0 17.7 10.3 0.1 -10.1 -17.8 -20.0
(1)描点法
2、画法:
（2）、频闪照相
二、弹簧振子的位移—时间图象
在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带上画出的就是小球的振动图象。
(3)、描图记录法
二、弹簧振子的位移—时间图象
二、弹簧振子的位移—时间图象
(4)、用传感器和计算机描绘
竖直方向弹簧振子的振动图像
结论：
弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线.
四、简谐运动
1、定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
特点：运动关于平衡位置对称
如：弹簧振子的运动。
简谐运动是最简单、最基本的振动。
2、振动图象(x-t图象)
横坐标——时间；纵坐标——偏离平衡位置的位移
四、简谐运动
振动图象是一条正弦曲线.反映了同一质点在不同时刻对应的位置坐标
3、简谐运动位移、速度特点：
3、简谐运动位移、速度特点：
位移：
方向始终背离平衡位置，每经过平衡位置位移方向发生改变；远离平衡位置时位移增大，衡位置时位移减小。（O点x=0）
速度：
每经过最大距离处速度方向发生改变，远离平衡位置（位移增大）时速度方向和位移方向相同，衡位置（位移减小）时速度方向和位移方向相反。(O点v最大）
四、简谐运动
思考
1、简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？
2、由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？
A、匀变速运动
B、匀速直线运动
C、变加速运动
D、匀加速直线运动
3、某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（ ）
A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cm
B、1s到2s的时间内振子向平衡位置运动
C、2s时和3s时振子的位移相等，运动方向也相 同
D、振子在2s内完成一次往复性运动
10
5
0
-5
-10
t/s
x/cm
1 2 3 4 5 6
AB
4、某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。下列说法正确的是（ ）
A、第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反
B、第2s末振子相对于平衡位置的位移为-20cm
C、第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同，但瞬时速度方向相反
D、第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反。
20
-20
t/s
x/cm
0 1 2 3 4 5 6
D
一、机械振动： 1.定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动. 2.特点: 对称性; 周期性.
二、弹簧振子模型： 1.小球看成质点; 2.忽略弹簧质量; 3.忽略摩擦力.
四、简谐运动：
1、定义:质点的位移随时间按正弦规律变化的振动.
2、图象:是一条正弦曲线.
三、振动图像(x--t图象)
横坐标t—时间;纵坐标x—偏离平衡位置的位移.
