版选修3_4.ppt
《版选修3_4.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《版选修3_4.ppt(43页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、1 简谐运动,第一章 机械振动,学习目标,1.知道什么是机械振动、简谐运动. 2.认识弹簧振子,理解振子的平衡位置、位移和回复力. 3.知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义,知道周期和频率的关系. 4.理解简谐运动的能量,学会分析弹簧振子中动能、势能和机械能的变化情况.,内容索引,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习 预习新知 夯实基础,自主预习,一、机械振动 1.定义:物体(或物体的某一部分)在某一位置两侧所做的 运动,叫做机械振动,简称 . 2.平衡位置:物体原来静止时的位置(即机械振动的物体所围绕振动的位置). 二、简谐运动 1.弹簧振子: 和弹簧组成的系
2、统. 和水平杆之间的摩擦忽略不计,弹簧的质量比小球的质量 得多,也可忽略不计. 2.振子的位移:振子相对 位置的位移.,往复,振动,小球,小球,小,平衡,3.回复力:当物体偏离平衡位置时,受到的指向 的力. 4.简谐运动 如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成 比,并且指向_位置,则物体所做的运动叫做简谐运动.,平衡位置,正,平衡,三、振幅、周期和频率 1.振幅 (1)定义:振动物体离开平衡位置的 距离. (2)物理意义:表示 的物理量. 2.全振动 振动物体完成一次完整的振动过程(以后完全重复原来的运动)叫做一次全振动,例如水平弹簧振子的运动:O AO AO或AO AO A为一次全振动
3、.(如图1所示,其中O为平衡位置,A、A为最大位移处),图1,最大,振动强弱,3.周期 (1)定义:振动物体完成一次 所用的时间. (2)单位:国际单位制中,单位是 ,符号是 . (3)物理意义:表示 的物理量. 4.频率 (1)定义:单位时间内完成的 的次数. (2)单位:国际单位制中,单位是 ,符号是Hz. (3)物理意义:表示 的物理量. (4)频率与周期的关系:f_.,全振动,秒,振动快慢,全振动,赫兹,振动快慢,s,四、简谐运动的能量 1.振动系统的总机械能:弹簧的势能和振子的 之和就是振动系统的总机械能. 2.能量转化 弹簧振子运动的过程就是 和 互相转化的过程. (1)在最大位移
4、处, 最大, 为零. (2)在平衡位置处, 最大, 最小. 3.能量特点 在简谐运动中,振动系统的机械能 ,而在实际运动中都有一定的能量损耗,因此简谐运动是一种 的模型.,动能,动能,势能,势能,动能,动能,势能,守恒,理想化,1.判断下列说法的正误. (1)竖直放于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动是机械振动.( ) (2)振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移,它是矢量.( ) (3)振动周期指的是振动物体从一侧最大位移处,运动到另一侧最大位移处所用的时间.( ) (4)水平弹簧振子运动到平衡位置时,回复力为零,因此能量一定为零. ( ),即学即用,答案,2.如图2所示的弹簧振子,O为平衡位置,
5、B、C为最大位移位置,以向右的方向为正方向,则振子从B运动到O的过程中,位移方向为_,大小逐渐_,回复力方向为_,大小逐渐_,振子速度方向为_,大小逐渐_,动能逐渐_,势能逐渐_.(选填“正”“负”“增大”或“减小”),答案,图2,正,减小,负,减小,负,增大,增大,减小,重点探究,一、简谐运动,导学探究 如图3所示为放在光滑水平面上的弹簧振子的模型,O点为振子的平衡位置,A、O间和B、O间距离都是x2 cm,取向右为正方向.,答案,答案 O点受重力、支持力;在A点受重力、支持力、弹簧对其向右的弹力;在B点受重力、支持力、弹簧对其向左的弹力.,图3,(1)振子在A、B点的位移分别为xA_,xB
6、_. (2)振子在O、A、B点时受到哪些力的作用?,2 cm,2 cm,(3)除重力、支持力、弹簧的弹力外,振子在O、A点还受到回复力的作用吗?回复力有什么特点?,答案,答案 不受.回复力是指将振动的物体拉回到 平衡位置的力,是按照力的作用效果来命名 的,不是一种新型的力,所以分析物体的受力 时,不分析回复力. 回复力可以由某一个力提供(如弹力),也可能是几个力的合力,还可能是某一个力的分力.归纳起来,回复力一定等于物体沿振动方向所受的合力.,知识深化 对简谐运动的理解 (1)简谐运动的位移 简谐运动的位移是矢量,是从平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段. (2)简谐运动的回复力 回复力是指
7、将振动物体拉回到平衡位置的力,它可以是物体所受的合外力,也可以是一个力或某一个力的分力,而不是一种新的性质力.回复力是按照力的作用效果命名的,受力分析时不分析回复力. 简谐运动的回复力:Fkx a.k是比例系数,并非弹簧的劲度系数(水平弹簧振子中k为弹簧的劲度系数),其值由振动系统决定,与振幅无关.,b.“”号表示回复力的方向与偏离平衡位置的位移的方向相反. c.x是指质点相对平衡位置的位移,不一定是弹簧的伸长量或压缩量. (3)简谐运动在振动方向上的加速度,表明弹簧振子做简谐运动时振子的加速度大小与位移大小成正比,加速度方向与位移方向相反. (4)简谐运动的判断 回复力Fkx和加速度a 分别
8、是简谐运动的动力学特征和运动学特征,常用两式来证明某个振动是否为简谐运动.,A.弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用 B.振子在M、N两点所受弹簧弹力相同 C.振子在M、N两点相对平衡位置的位移相同 D.振子在M、N两点加速度大小相等,例1 如图4所示,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(v0)相同,那么,下列说法正确的是,答案,解析,图4,解析 回复力是根据效果命名的力,不是做简谐运动的物体受到的具体的力,它是由物体受到的具体的力所提供的,在本题中弹簧的弹力充当回复力,故A错误; 因位移、速度、加速度和弹力都是矢量,它们要相同必须满足大小相
9、等、方向相同.M、N两点关于O点对称,振子回复力、位移和加速度应大小相等、方向相反,由此可知,B、C错误,D正确.,二、振幅、周期和频率,导学探究 如图5所示为理想弹簧振子,O点为它的平衡位置,其中A、A点关于O点对称.,答案 不是.经过一个周期振子必须从同一方向经过O点,即经过一个周期,位移、速度第一次与初始时刻相同.,图5,(1)振子从某一时刻经过O点计时,至下一次再经过O点的时间为一个周期吗?,答案,(2)先后将振子拉到A点和B点由静止释放,两种情况下振子振动的周期相同吗?振子完成一次全振动通过的位移相同吗?路程相同吗?,答案 周期相同.振子振动的周期决定于振动系统本身,与振幅无关;位移
10、相同,均为零;路程不相同,一个周期内振子通过的路程为四个振幅.,答案,知识深化 描述简谐运动的物理量及其关系 (1)振幅和位移的区别 振幅等于最大位移的数值. 对于一个给定的振动,振子的位移是时刻变化的,但振幅是不变的. 位移是矢量,振幅是标量. (2)路程与振幅的关系 振动物体在一个周期内的路程为四个振幅. 振动物体在半个周期内的路程为两个振幅. 振动物体在 个周期内的路程不一定等于一个振幅. (3)周期和频率由振动系统本身的性质决定,与振幅无关.,例2 如图6所示,弹簧振子在A、B间做简谐运动,O为平衡位置,A、B间距离是20 cm,从A到B运动时间是2 s,则 A.从OBO振子做了一次全
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
5000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 选修 _4PPT
