简谐运动(公开课)

研究弹簧振子的运动：
弹簧振子的运动是怎样一种运动呢？
①、弹簧振子的运动状态在不断的以生变化 ，是什么力改变了他的运动状态？ ②、这个力的方向有什么特点？ ③、这个力的大小是怎样变化的？满足什么 规律？ ④、这个力的作用效果是什么？
研究弹簧振子的运动：
2、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。
3、加速度a：
F kx a =－ m =－ m
（式中“－”表示 a 的方 向与位移的方向相反）
4、速度v：
大小与方向都在改变
A'
弹簧振子 位 移 回 复 力 加 速 度 速 度 大小 方向 大小
oBiblioteka Baidu
O到A’
A
O 到A
A到O
A ’到O
方向
大小 方向 大小 方向
A'
弹簧振子 位 移 回 复 力 加 速 度 速 度 大小 方向 大小 方向 大小
第九章 机械振动
第一节
简谐运动
复习回顾
高中阶段我们学过的运动形式有哪些? 按运动轨迹分类： 匀速直线运动 直线运动 匀变速直线运动 变速直线运动 变加速直线运动 抛体运动 曲线运动 圆周运动 平抛运动 斜抛运动 匀速圆周运动
变速圆周运动
请观察下面这些运动:
荡秋千 摆钟 水平振动的弹簧
思考:
这些运动的共同特点是：
小结：
通过本节课的学习，应当理解并掌握：
１、振动、简谐运动、平衡位置、回复 力的概念；
2、简谐运动的受力特点及运动规律。
巩固练习
1、弹簧振子在AA`之间做简谐振动，O为平衡 位置，在OA之间有一点C，那么振子每次经 过C点时一定相同的物理量有： A、位移 B、速度 C、加速度 D、动量
√
√
A
C O
物体（或物体的一 部分）在某一中心位置两 侧做的往复运动.
一、机械振动
物体在某一中心位置两侧附近所做 往复运动。通常机械振动，简称为 振 动。
这一中心位置，我们称为平衡位置
振子原来静止时的位置
平衡位置的 判断
（一般情况下指物体在没 有振动时所处的位置）
特征：
1、围绕着“中心”位置
“中心”意味着具有“对称性”
o
O到A’
变大 向左 变大 向右 变大
A
O到 A
变大 向右 变大 向左 变大
A到 O
变小 向右 变小 向左 变小
A ’到O
变小 向左 变小 向右 变小
方向
大小 方向
向左
变小 向右
向左
变大 向左
向右
变小 向左
向右
变大 向右
简谐运动的特点：
1、回复力与位移成正比而方向相反， 总是指向平衡位置。 2、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。 3、简谐运动是一种非匀变速运动。
F
F
注意：回复力是效果力
研究弹簧振子的运动：
F =－ kx
式中，k 表示弹簧的劲度系数， x 表示 振子的位移， “－” 表示回复力的方 向与位移的方向相反 简谐运动的定义：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
生活中的振动 机械振动视频
研究弹簧振子的运动：
√
A`
巩固练习
√
2、下图中振子由A点运动到O点的过程中，关于它 的运动情况，下列说法中哪个正确？ A、做加速度不断减小的加速运动 B、做加速度不断增大的加速运动 C、做加速度不断减小的减速运动 D、做加速度不断增大的减速运动
A'
o
A
巩固练习
３、一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次 先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同，那么，下 列说法正确的是[ ] A．振子在M、N两点受回复力相同 B．振子在M、N两点对平衡 位置的位移相同 C．振子在M、N两点加速度 大小相等 D．从M点到N点，振子先做 匀加速运动，后做匀减速运动
（也称这中心为平衡位置）
2、“往复”运动 “往复”意味着具有“周期性”
（知道一次完整的运动情况可推之后的运动情况）
二、弹簧振子
建立理想模型 弹簧+小球，定位杆 ①、小球与水平杆之间摩擦不计。 ②、弹簧的质量比小球的质量小的多，也可忽略不计。 （轻质弹簧）
概念：小球和弹簧所组成的系统，有时也 把这样的小球称做弹簧振子或简称振子
研究弹簧振子的运动：
振子的运动是怎样一种运动呢？
弹簧振子
研究弹簧振子的运动：
1、位移：
①、振动物体的位 移x都是相对于平衡 位置的位移 （注意 与第二章运动学中 的位移的区别）如 图所示，是振子在A、 B位置的位移xA和xB
XA
XB
X
②、以平衡位置为坐标原点O，沿振动方向建立坐标轴， 规定在O点右边时位移为正，在左边时位移为负。