高中物理 簡諧運(yùn)動(dòng)課件 魯科版選修3-4.ppt

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,,高中物理·選修3-4·魯教版,,,第1章 機(jī)械振動(dòng) 第1講 簡諧運(yùn)動(dòng),[目標(biāo)定位] 1.知道什么叫機(jī)械振動(dòng).2.理解回復(fù)力、平衡位置的概念.3.了解彈簧振子，掌握簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征．,一、什么是機(jī)械振動(dòng) 1．機(jī)械振動(dòng)：物體在 附近做的 運(yùn)動(dòng)，叫做機(jī)械振動(dòng)，簡稱振動(dòng)． 2．回復(fù)力：總是指向 的力． 3．平衡位置：指物體所受回復(fù)力為 的位置．,平衡位置,往復(fù),平衡位置,零,二、彈簧振子的振動(dòng) 1．彈簧振子是一種 模型，由一個(gè)質(zhì)量可以 的彈簧與一個(gè)質(zhì)量為m的物體構(gòu)成． 2．簡諧運(yùn)動(dòng)：物體所受回復(fù)力的大小與位移大小成 ，并且總是指向 的運(yùn)動(dòng)，或加速度的大小與位移大小成 ， 加速度的方向與位移方向 的運(yùn)動(dòng).,理想,忽略不計(jì),正比,平衡位置,正比,相反,一、對簡諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置、位移、回復(fù)力、加速度的理解 1．對平衡位置的理解 (1)從物體受力特點(diǎn)看：物體在平衡位置所受合力不一定為零，而是沿振動(dòng)方向的合力為零． (2)從速度角度看：平衡位置是振動(dòng)中速度最大的位置．,2．對簡諧運(yùn)動(dòng)的位移的理解 簡諧運(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：簡諧運(yùn)動(dòng)的位移和一般運(yùn)動(dòng)的位移有很大區(qū)別，一般運(yùn)動(dòng)的位移都是由初位置指向末位置．而簡諧運(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．,3．對回復(fù)力的理解 (1)回復(fù)力是指將振動(dòng)物體拉回到平衡位置的力，它是效果力，而不是一種新的性質(zhì)力．它可以由物體所受的合外力提供，也可以由某一個(gè)力或某一個(gè)力的分力提供． (2)簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力：F＝－kx ①k是比例系數(shù)，并非彈簧的勁度系數(shù)(水平彈簧振子中k為彈簧的勁度系數(shù))，其值由振動(dòng)系統(tǒng)決定，與振動(dòng)位移大小無關(guān)．,②“－”號(hào)表示回復(fù)力的方向與質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移的方向相反． ③x是指質(zhì)點(diǎn)對平衡位置的位移，不一定等于彈簧的伸長量或壓縮量． ④回復(fù)力的作用總是把物體拉向平衡位置．,【例1】 如圖1－1－1所示，彈簧下端懸 掛一鋼球，上端固定，它們組成一個(gè)振 動(dòng)的系統(tǒng)，用手把鋼球向上托起一段距 離，然后釋放，鋼球便上下振動(dòng)起來， 若以豎直向下為正方向，下列說法正確的是 ( ) A．鋼球運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最低處為平衡位置 B．鋼球原來靜止時(shí)的位置為平衡位置 C．鋼球振動(dòng)到距原靜止位置下方3 cm處時(shí)位移為3 cm D．鋼球振動(dòng)到距原靜止位置上方2 cm處時(shí)位移為2 cm,圖1－1－1,解析 振子的平衡位置是指振子原來靜止時(shí)的位置，故A錯(cuò)，B對．振子的位移為從平衡位置指向某時(shí)刻所在位置的有向線段，有方向，有正負(fù)，可判斷C對，D錯(cuò)． 答案 BC,針對訓(xùn)練1 如圖1－1－2所示，彈簧振 子在光滑水平桿上的A、B之間做往復(fù) 運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是 ( ) A．彈簧振子運(yùn)動(dòng)過程中受重力、支持力和彈簧彈力的作用 B．彈簧振子運(yùn)動(dòng)過程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復(fù)力作用 C．振子由O向A運(yùn)動(dòng)過程中，加速度方向向左 D．振子由O向B運(yùn)動(dòng)過程中，回復(fù)力的方向指向平衡位置,圖1－1－2,解析 回復(fù)力是根據(jù)效果命名的力，不是做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體受到的具體的力，它是由物體受到的具體的力所提供的，在此情景中彈簧的彈力充當(dāng)回復(fù)力，故A正確、B錯(cuò)誤；回復(fù)力的方向總是指向平衡位置，加速度的方向與回復(fù)力方向相同，所以振子由O向A運(yùn)動(dòng)過程中，加速度方向一直向右，由O向B運(yùn)動(dòng)過程中，回復(fù)力方向一直向左，故C錯(cuò)誤、D正確． 答案 AD,二、簡諧運(yùn)動(dòng)中各量的變化情況 如圖1－1－3所示的彈簧振子 圖1－1－3,【例2】 彈簧振子在光滑的水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，在振子向著平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中 ( ) A．振子所受的回復(fù)力逐漸增大 B．振子離開平衡位置的位移逐漸增大 C．振子的速度逐漸增大 D．振子的加速度逐漸增大,解析 在振子向著平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，振子所受的回復(fù)力逐漸減小，振子離開平衡位置的位移逐漸減小，振子的速度逐漸增大，振子的加速度逐漸減小，選項(xiàng)C正確． 答案 C,針對訓(xùn)練2 一彈簧振子振動(dòng)過程中的某段時(shí)間內(nèi)其加速度數(shù)值越來越大，則在這段時(shí)間內(nèi) ( ) A．振子的速度逐漸增大 B．振子的位移逐漸增大 C．振子正在向平衡位置運(yùn)動(dòng) D．振子的速度方向與加速度方向一致,解析 振子由平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)過程中，振子的位移越來越大，加速度增大，速度方向與加速度方向相反，振子做減速運(yùn)動(dòng)，速度越來越小，故A、D錯(cuò)誤，B正確；振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，位移減小，回復(fù)力變小，加速度變小，故C錯(cuò)誤． 答案 B,