新人教版《简谐运动》1课件.pptx
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- 简谐运动 新人 课件
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1、 Copyright 2014 Simon PPT.All Rights Reserved.机械振动高中物理选修 选修3-4 第十一章 机械振动:是指物体或质点在其平衡位置附近所作有规律 的往复运动。高中阶段主要学习最简单的机械振动简谐运动简谐振动基本特征简谐振动图像受迫振动与共振课后习题内容组成本节研究简谐振动常见的物理模型:单摆:弹簧振子:水平振动竖直振动简谐运动的基本特征1简谐运动的规律:质点的位移与时间的关系遵从 的规律,即它的振动图象(x-t 图象)是一条 2平衡位置:物体在振动过程中 为零的位置【平衡位置为回复力为零的位置,而非一定是合外力为零的位置】正弦函数 正弦曲线 回复力 补
2、充说明:(1)定义:使物体返回到 的力.【可以是某个力或合外力】(2)方向:总是指向 【合外力并不一定为零】(3)来源:属于 力,可以是某一个力,也可以是几个力的合力 或某个力的分力3回复力平衡位置 平衡位置 效果 4描述简谐运动的物理量物理量定义意义位移由 指向质点 的有向线段描述质点振动中某时刻的位置相对于 的位移。无论从何时开始计时,一个周期内位移为4A,半个周期内位移为2A。振幅振动物体离开平衡位置的_ 描述振动的 和能量平衡位置 所在位置 最大距离 强弱 平衡位置 物理量定义意义周期振动物体完成一次 所需的时间描述振动的 ,两者互为倒数:T 频率振动物体 内完成全振动的次数相位t描述
3、周期性运动在各个时刻所处的不同状态全振动 单位时间 快慢 4描述简谐运动的物理量(1)动力学特征:Fkx,“”表示回复力的方向与位移方向相 反,k是比例系数,不一定是弹簧的劲度系数(2)运动学特征:简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正 比,而方向相反,为变加速运动,远离平衡位置时,x、F、a、Ep均增大,v、Ek均减小,靠近平衡位置 时则相反(3)周期性特征:相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状 态相同5.简谐运动的“五大”特征(4)对称性特征:相隔或整周期T的两个时刻,振子位置关于平衡位置对称,位移、速度、加速度大小相等,方向相反如图所示,振子经过关于平衡位置O对称的两点P
4、、P(OPOP)时,速度的大小、动能、势能相等,相对于平衡位置的位移大 小相等振子由P 到O 所用时间等于由O 到P所用时间,即tPOtOP.振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等,tOPtPO.5.简谐运动的“五大”特征(5)能量特征:振动的能量包括动能Ek和势能Ep,简谐运动过程中,系 统动能与势能相互转化,系统的机械能守恒5.简谐运动的“五大”特征 题组突破训练1简谐运动的特点如图所示,弹簧振子在BC间振动,O为平衡位置,BOOC5 cm.若振子从B到C的运动时间是1 s,则下列说法中正确的是()A振子从B 经O 到 C 完成一次全振动B振动周期是2 s,振幅是5 cmC经
5、过两次全振动,振子通过的路程是20 cmD从B开始经过3 s,振子通过的路程是30 cmE振子从B到O 的时间与从O 到C 的时间相等BDE2简谐运动对称性的应用一个质点在平衡位置O点附近做机械振动若从O点开始计时,经过 3 s质点第一次经过M点(如图所示);再继续运动,又经过 2 s它第二次经过M点,则该质点第三次经过M点还需要的时间是_s.题组突破训练3简谐运动的能量问题 如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的物块在光滑水平面上左右振动,振幅为A0,周期为T0.当物块向右通过平衡位置时,a、b之间的粘胶脱开;以后小物块a振动的振幅和周
6、期分别为A和T,则A_A0,T_T0.(均选填“”“”或“”)题组突破训练 题组突破训练4.单摆周期公式的应用 如图所示,在水平地面上有一段光滑圆弧形槽,弧的半径是R,所对圆心角小于10,现在圆弧的右侧边缘M处放一个小球A,使其由静止下滑,则:(1)小球由M 至O 的过程中所需时间t为多少?(2)若在MN 圆弧上存在两点P、Q,且P、Q关于O 对称,且已测 得小球A由P 到达Q 所需时间为t,则小球由Q 至N 的最短时 间为多少?分析简谐运动各物理量变化的方法 求解简谐运动问题的有效方法就是紧紧抓住一个模型水平方向振动的弹簧振子,熟练掌握振子的振动过程以及振子振动过程中各物理量的变化规律,遇到
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