高中物理简谐运动ppt课件
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（4）能量变化：机械能守恒，动能和 势能的总量不变。
（5）在简谐运动中，完成P6的表格 19
物理量
位移（X）
方向 大小
回复力（F） 加速度（a）
方向 大小
速度（V） 方向
大小
动能大小
势能大小
B’
O
B
变化过程
BO
向右 减小 向左 减小
向左 增大 增大 减小
O B’ B’ O
向左 向左
增大 减小
向右 向右
2、在简谐运动中，在一个稳定的振动中，物体的 振幅是不变的。振幅与振动的能量有关，振幅 越大，能量越大。
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。
13
胡克定律
在弹簧发生弹性形变时，弹簧振子的
回复力F与振子偏离平衡位置的位移x大
小成正比，且方向总是相反，即：
F kx
这个关系在物理学中叫做胡克定律
14
式中k是弹簧的劲度系数。负号 表示回复力的方向跟振子离开平 衡位置的位移方向相反。
述振动强弱的物理量，振幅大表示振动强，振
幅小表示振动弱。振幅的大小反映了振动系统
能量的大小。
28
三、描述简谐运动特征的物理量
3、周期：做简谐运动的物体完成一次全振动 所需要的时间，叫做振动的周期用T表示，单 位为时间单位，在国际单位制中为秒（s）。
振动周期是描述振动快慢的物理量，周期越 长表示振动越慢，周期越小表示振动越快。
4
2、机械振动的主要特征是（周期性）
（1）“空间运动”的往复性 （2）“时间”上的周期性。
3、产生振动有两个必要条件：
（1）每当物体离开平衡位置就会受到 平衡位置的力的作用。
（2）阻力足够小。
5
什么样的机械振动最简单？
物体受力最简单、振动最简单------只受一个力作用的机械振动-------
A、速度 B、B位移 C、回C复力Βιβλιοθήκη BaiduDD、加速度 E、E动能
25
思考与讨论
3、做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下 说法正确的是（ ） A、速度一定为正值，加速度一定为正值。 BB、速度不一定为正值，但加速度一定为正值。 C、速度一定为负值，加速度一定为正值。 D、速度不一定为负值，加速度一定为负值。
增大 减小
向左 减小
减小 增大
向右 增大 增大 减小
OB
向右 增大
向左 增大
向右 减小 减小 增大20
C
O
B
例1、图所示为一弹簧振子，O为平衡 位置，设向右为正方向，振子在B、C 之间振动时（C ） A．B至O位移为负、速度为正 B．O至C位移为正、加速度为负 C．C至O位移为负、加速度为正 D．O至B位移为负、速度为负
动
（2）阻力足够小
弹簧振子---------理想化物理模型
简 谐
回复力的特点：F= -kx
运
动 各物理量分析
A’
O
A
23
思考与讨论
1、简谐运动属于哪一种运动（ ） A、匀加速运动 B、匀减速运动 C、匀速运动 D、D 非匀变速运动
24
思考与讨论
2、作简谐振动的物体，当它每次经过同一位 置时，一定相同的物理量是（ ）
4、频率：单位时间内完成全振动的次数，叫 做振动的频率。用f表示，在国际单位制中， 频率的单位是赫兹（Hz），
频率是表示振动快慢的物理量，频率越大表示
振动越快，频率越小表示振动越慢。
29
几点注意事项
1、振幅是一个标量，是指物体偏离平衡位置的最 大距离。它没有负值，也无方向，所以振幅不 同于最大位移。
16
17
简谐运动中位移、加速度、速度、动 能、势能的变化规律
（2）加速度a在两个“端点”最大，在 平衡位置为零，方向总指向平衡位置。
a=-kx/m
（3）速度大小v与加速度a的变化恰好 相反，在两个“端点”为零，在平衡位 置最大，除两个“端点”外任何一个位 置的速度方向都有两种可能。
18
简谐运动中位移、加速度、速度、动能、 势能的变化规律
定义: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。
说明:判断是否作简谐振动的依据是
F kx
15
简谐运动中位移、加速度、速度、动 能、势能的变化规律 平衡位置:振动物体能够静止时的位置。
（1）振动中的位移x都是以平衡位置为起点 的，因此，方向就是从平衡位置指向末位置的 方向，大小就是这两位置间的距离，两个“端 点”位移最大，在平衡位置位移为零。
21
简谐运动的特点：
1、简谐振动是最简单、最基本的运动， 简谐振动是理想化的振动。
2、回复力与位移成正比而方向相反，总 是指向平衡位置。
3、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。
4、简谐运动是一种非匀变速运动。
22
小结
机 1、定义
械 振
2、产生条件
（1）有回复力作用
机械振动
第一节 简谐运动
1
想一想——
进入高中以来，我们主要学习了哪几种形式 的运动? 请说出各运动的名称及每种运动所对 应的受力情况。
1.匀速直线运动 2.匀变速直线运动、非匀变速直线运动 3.平抛运动 4.匀速圆周运动
2
机械振动是生活中常见的运动形式
3
一、机械振动
1、定义：物体 （或物体的一部分） 在某一中心位置 （平衡位置）两侧 所做的往复运动 （周期性），就叫 做机械振动（振动）
简谐振动
6
二、简谐运动
7
振子以O点为中心在水平杆方向 做往复运动。振子由B点开始运动， 经过O点运动到C点，由C 点再经 过O 点回到B点，且OC等于OB, 此 后振子不停地重复这种往复运动。 以上装置称为弹簧振子。
8
弹簧振子
定义：指理想化处理后的弹簧与小球组 成的系统。
9
弹簧振子的理想化条件
26
思考与讨论
4．做简谐振动的弹簧振子受到的回复力与 位移的关系可用图中哪个图正确表示出来？
（ C）
27
三、描述简谐运动特征的物理量
1、全振动：振动物体往返一次（以后完全重 复原来的运动）的运动，叫做一次全振动。
2、振幅（A）：振动物体离开平衡位置的最大
距离，叫做振幅，用A表示，单位为长度单位
单位，在国际单位制中为米（m） ，振幅是描
（1）弹簧的质量比小球的质量小得多， 可以认为质量集中于振子（小球）。
（2）小球需体积很小，可当做质点处理。
（3）忽略一切摩擦及阻力作用。
（4）小球从平衡位置拉开的位移在弹 性限度内。
10
常见简谐运动：
11
常见简谐运动：
12
回复力
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
（5）在简谐运动中，完成P6的表格 19
物理量
位移（X）
方向 大小
回复力（F） 加速度（a）
方向 大小
速度（V） 方向
大小
动能大小
势能大小
B’
O
B
变化过程
BO
向右 减小 向左 减小
向左 增大 增大 减小
O B’ B’ O
向左 向左
增大 减小
向右 向右
2、在简谐运动中，在一个稳定的振动中，物体的 振幅是不变的。振幅与振动的能量有关，振幅 越大，能量越大。
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。
13
胡克定律
在弹簧发生弹性形变时，弹簧振子的
回复力F与振子偏离平衡位置的位移x大
小成正比，且方向总是相反，即：
F kx
这个关系在物理学中叫做胡克定律
14
式中k是弹簧的劲度系数。负号 表示回复力的方向跟振子离开平 衡位置的位移方向相反。
述振动强弱的物理量，振幅大表示振动强，振
幅小表示振动弱。振幅的大小反映了振动系统
能量的大小。
28
三、描述简谐运动特征的物理量
3、周期：做简谐运动的物体完成一次全振动 所需要的时间，叫做振动的周期用T表示，单 位为时间单位，在国际单位制中为秒（s）。
振动周期是描述振动快慢的物理量，周期越 长表示振动越慢，周期越小表示振动越快。
4
2、机械振动的主要特征是（周期性）
（1）“空间运动”的往复性 （2）“时间”上的周期性。
3、产生振动有两个必要条件：
（1）每当物体离开平衡位置就会受到 平衡位置的力的作用。
（2）阻力足够小。
5
什么样的机械振动最简单？
物体受力最简单、振动最简单------只受一个力作用的机械振动-------
A、速度 B、B位移 C、回C复力Βιβλιοθήκη BaiduDD、加速度 E、E动能
25
思考与讨论
3、做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下 说法正确的是（ ） A、速度一定为正值，加速度一定为正值。 BB、速度不一定为正值，但加速度一定为正值。 C、速度一定为负值，加速度一定为正值。 D、速度不一定为负值，加速度一定为负值。
增大 减小
向左 减小
减小 增大
向右 增大 增大 减小
OB
向右 增大
向左 增大
向右 减小 减小 增大20
C
O
B
例1、图所示为一弹簧振子，O为平衡 位置，设向右为正方向，振子在B、C 之间振动时（C ） A．B至O位移为负、速度为正 B．O至C位移为正、加速度为负 C．C至O位移为负、加速度为正 D．O至B位移为负、速度为负
动
（2）阻力足够小
弹簧振子---------理想化物理模型
简 谐
回复力的特点：F= -kx
运
动 各物理量分析
A’
O
A
23
思考与讨论
1、简谐运动属于哪一种运动（ ） A、匀加速运动 B、匀减速运动 C、匀速运动 D、D 非匀变速运动
24
思考与讨论
2、作简谐振动的物体，当它每次经过同一位 置时，一定相同的物理量是（ ）
4、频率：单位时间内完成全振动的次数，叫 做振动的频率。用f表示，在国际单位制中， 频率的单位是赫兹（Hz），
频率是表示振动快慢的物理量，频率越大表示
振动越快，频率越小表示振动越慢。
29
几点注意事项
1、振幅是一个标量，是指物体偏离平衡位置的最 大距离。它没有负值，也无方向，所以振幅不 同于最大位移。
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17
简谐运动中位移、加速度、速度、动 能、势能的变化规律
（2）加速度a在两个“端点”最大，在 平衡位置为零，方向总指向平衡位置。
a=-kx/m
（3）速度大小v与加速度a的变化恰好 相反，在两个“端点”为零，在平衡位 置最大，除两个“端点”外任何一个位 置的速度方向都有两种可能。
18
简谐运动中位移、加速度、速度、动能、 势能的变化规律
定义: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。
说明:判断是否作简谐振动的依据是
F kx
15
简谐运动中位移、加速度、速度、动 能、势能的变化规律 平衡位置:振动物体能够静止时的位置。
（1）振动中的位移x都是以平衡位置为起点 的，因此，方向就是从平衡位置指向末位置的 方向，大小就是这两位置间的距离，两个“端 点”位移最大，在平衡位置位移为零。
21
简谐运动的特点：
1、简谐振动是最简单、最基本的运动， 简谐振动是理想化的振动。
2、回复力与位移成正比而方向相反，总 是指向平衡位置。
3、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。
4、简谐运动是一种非匀变速运动。
22
小结
机 1、定义
械 振
2、产生条件
（1）有回复力作用
机械振动
第一节 简谐运动
1
想一想——
进入高中以来，我们主要学习了哪几种形式 的运动? 请说出各运动的名称及每种运动所对 应的受力情况。
1.匀速直线运动 2.匀变速直线运动、非匀变速直线运动 3.平抛运动 4.匀速圆周运动
2
机械振动是生活中常见的运动形式
3
一、机械振动
1、定义：物体 （或物体的一部分） 在某一中心位置 （平衡位置）两侧 所做的往复运动 （周期性），就叫 做机械振动（振动）
简谐振动
6
二、简谐运动
7
振子以O点为中心在水平杆方向 做往复运动。振子由B点开始运动， 经过O点运动到C点，由C 点再经 过O 点回到B点，且OC等于OB, 此 后振子不停地重复这种往复运动。 以上装置称为弹簧振子。
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弹簧振子
定义：指理想化处理后的弹簧与小球组 成的系统。
9
弹簧振子的理想化条件
26
思考与讨论
4．做简谐振动的弹簧振子受到的回复力与 位移的关系可用图中哪个图正确表示出来？
（ C）
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三、描述简谐运动特征的物理量
1、全振动：振动物体往返一次（以后完全重 复原来的运动）的运动，叫做一次全振动。
2、振幅（A）：振动物体离开平衡位置的最大
距离，叫做振幅，用A表示，单位为长度单位
单位，在国际单位制中为米（m） ，振幅是描
（1）弹簧的质量比小球的质量小得多， 可以认为质量集中于振子（小球）。
（2）小球需体积很小，可当做质点处理。
（3）忽略一切摩擦及阻力作用。
（4）小球从平衡位置拉开的位移在弹 性限度内。
10
常见简谐运动：
11
常见简谐运动：
12
回复力
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