物理選擇性必修 第一冊(cè)第2章 機(jī)械振動(dòng)第1節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)優(yōu)秀ppt課件

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從我國(guó)古代“魚洗”說起
物理學(xué)中， 將物體（ 或物體的某一部分 ）在某一位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為機(jī)械振動(dòng)，簡(jiǎn)稱振動(dòng)。這個(gè)位置稱為平衡位置。
一切發(fā)聲的物體都在振動(dòng)
演奏前，琴弦所受合力為 0, 靜止于平衡位置。演奏時(shí)撥動(dòng)琴弦，使其偏離平衡位置。
由于形變，琴弦產(chǎn)生一個(gè)指向平衡位置的彈力。 如果琴弦在平衡位置的左方，則彈力的方向向右，指向平衡位置；如果琴弦在平衡位置的右方，則彈力的方向向左，也指向平衡位置。 總之，只要琴弦偏離平衡位置，它總會(huì)受到指向平衡位置的彈力。
這種總是指向平衡位置的力稱為
回復(fù)力可以是一個(gè)力提供也可以是幾個(gè)力的合力提供，是以效果命名的力。
平衡位置：指物體所受回復(fù)力為零的位置
彈簧一端固定，另一端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物體，不計(jì)彈簧質(zhì)量，物體置于光滑水平面上，這樣構(gòu)成的振動(dòng)系統(tǒng)稱為彈簧振子。
彈簧振子是一種理想模型。
從能量的角度看，彈簧振子在振動(dòng)的過程只有彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的動(dòng)能和彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換。
物體處于平衡位置O 時(shí)，彈簧為原長(zhǎng)，物體所受的彈力為 0;
將物體向右拉至B后由靜止釋放，由于彈簧被拉長(zhǎng)，會(huì)對(duì)物體施加向左的指向平衡位置的彈力，使物體向平衡位置運(yùn)動(dòng)；
到達(dá)平衡位置時(shí)，物體所受彈力為 0, 但由于慣性，會(huì)繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)并擠壓彈簧，彈簧對(duì)物體施加向右的指向平衡位置的彈力，阻礙其繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，直至速度減小為 0, 到達(dá)位置 C處；
此后，在彈力的作用下，物體改變運(yùn)動(dòng)方向，返回位置B,……這樣在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)，形成振動(dòng)。
物體所受彈簧的彈力提供了回復(fù)力
取平衡位置O為 x 軸的原點(diǎn)，向右為 x 軸的正方向。
★回復(fù)力方向始終與位移的方向相反
觀察振子運(yùn)動(dòng)可以發(fā)現(xiàn)：
★回復(fù)力大小與位移的大小成正比
物體所受回復(fù)力的大小與位移大小成正比，并且方向總指向平衡位置的運(yùn)動(dòng)，叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
設(shè)物體質(zhì)量為m,據(jù)牛頓第二定律可得物體加速度
加速度的大小與位移成正比，方向與位移方向相反。
具有加速度的大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反的運(yùn)動(dòng)特征的運(yùn)動(dòng)，叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
小球在兩個(gè)斜面間來回滾動(dòng)的過程是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎？
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力、位移、加速度、速度的變化特點(diǎn)
（填“增”“減”“+”“-”“最大”“0”）
讓彈簧下端掛一重物，上端固定，組成豎立方向的彈簧振子。先讓彈簧振子處于自然靜止?fàn)顟B(tài)，再向下拉動(dòng)重物。重物便上下往復(fù)振動(dòng)。這樣的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎？
假設(shè)重物所受的重力為G，彈簧的勁度系為k，重物處于平衡位置時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x1，則
設(shè)重物向下偏離平衡位置的位移為x時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x2，則
取豎直向下為正方向，則此時(shí)彈簧振子的回復(fù)力
F=G-kx2=kx1-kx2=-kx
所以，豎直方向的彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
1、回復(fù)力與位移成正比而方向相反，總是指向平衡位置。
2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過程中無阻力，所以振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種非勻變速運(yùn)動(dòng)。
4、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有周期性。
5、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性。
1、彈簧振子在AA'之間做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，O為平衡位置，在OA之間有一點(diǎn)C，那么振子每次經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)一定相同的物理量有： A、位移 B、速度 C、加速度 D、動(dòng)量
2、下圖中振子由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中，關(guān)于它的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法中哪個(gè)正確？ A、做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng) B、做加速度不斷增大的加速運(yùn)動(dòng) C、做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng) D、做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)
３、一彈簧振子在一條直線上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，第一次先后經(jīng)過M、N兩點(diǎn)時(shí)速度v(v≠0)相同，那么，下列說法正確的是[　] A．振子在M、N兩點(diǎn)受回復(fù)力相同 B．振子在M、N兩點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移相同 C．振子在M、N兩點(diǎn)加速度大小相等 D．從M點(diǎn)到N點(diǎn)，振子先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)