高中物理_1-1《简谐运动》精品课件_新人教版选修3-4

第一、简谐运动

想一想——进入高中以来，我们主要学习了哪几种形 式的运动?

1.匀速直线运动

2.匀变速直线运动3.平抛运动 4.匀速圆周运动

5.机械振动

一、机械振动1、定义：物体(或物体的一部分)在某 一位置两侧所做的往复运动，就叫做机 械振动(振动) 2、平衡位置 ：一般情况下指物体在没有 振动时所处的位置。

二、简谐运动

1、概念：小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子， 有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。注意：弹簧振子理性化模型。(1)忽略一切摩擦及阻力作用。(2)弹簧的质量与小球相比可以忽略。

2、振子的位移x:都是相对于平衡位置的位移。 下面左图中如果规定在O点右边为正，则在左边为负XA 为正XB为负。

3、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。注意:按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置。

4、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

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。

这个关系在物理学中叫做胡克定律

5、定义:如果物体所受的力与它离开平衡位置 的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置， 则物体所做的运动叫做简谐运动。 说明: (1)判断是否作简谐振动的依据是(2)简谐运动的力学特点 (3)简谐运动的运动学特点

F kx

F=–kxkx a m

6、 简谐运动中的各个物理量变化规律

表格见课本第5页

常见简谐运动：

常见简谐运动：

三、描述简谐运动特征的物理量1、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，振幅是描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。

2、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。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、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。

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。 2、振动物体在一个全振动过程中通过的路程等于 4个振 幅，在半个周期内通过的路程等于两个振幅，但在四 分之一周期内通过的路程不一定等于一个振幅，与振 动的起始时刻有关。

四、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。

C

O

B

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

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( ) A、速度D D、加速度 B、位移 B E、动能 E C C、回复力