《高二物理简谐运动课件 人教(通用)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高二物理简谐运动课件 人教(通用)(21页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、简谐运动,一 机械振动,1.定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫机械振动,通常简称为振动。 2.特点,平衡位置,往复运动,扁担;浮标;树梢的摆动;琴弦;鼓面的颤动;机械设备; 有人坐着而一条腿老是“振动”。心脏的跳动、声带的振动小到分子、原子的振动,大到地震.振动现象普遍存在且重要,请举出一些生活实例,为什么会做往复运动呢,都是因为 力,无法设想若没有了振动,没有了声音, 这个世界将会怎样,产生振动的条件,回复力,阻力足够小,回复力,它是一种效果力,它的作用就是使物体回到平衡位置。很显然,回复力就象做圆周运动的物体受到的向心力一样,是根据力的作用效果来命名的,它不是某一种特殊性质的作用力
2、,振动普遍存在且大都相当复杂,比如:地震发生时,先发生上下振动,再发生前后、左右振动,真是太复杂了?我们该如何着手研究呢,研究复杂事物的一般方法是:先从最简单、最基本的形式开始,逐步深入了解复杂的事物,下面我们就研究机械振动中最简单、最基本的形式,二 简谐运动,1.弹簧振子,摩擦忽略不计 (原因) 弹簧质量忽略不计(原因,2.描述运动的物理量,平衡位置(回复力为零的位置), 位 移(X:以平衡位置为位移起点) 弹簧弹力(F),M(振子质量),a(加速度), 速 度 (V), EK(动能,理想化实物模型,弹簧振子振动过程中各物理量的变化,向右,减少,减少,向左,向左,减少,向左,增大,结论,定义
3、:物体在运动过程中所受的回复力和运动的位移总是大小相等,方向相反。这样的运动叫简谐运动,数学表达式:F=KX,说明:弹簧振子中K是劲度系数;对一般的简谐运动,k只是一比例常数,由振动系统本身结构决定,X相对平衡位置的位移,“”号表示力方向跟位移方向相反,课堂小结,1机械振动是一种很普遍的运动形式,大至地壳的振动,小至分子、原子的振动振动的特征是在中心位置两侧往复运动,2为了研究简谐运动,我们运用了物理学中的理想化方法:从最简单、最基本的情况入手,抓住影响运动的主要因素,去掉次要的、非本质因素的干扰,建立了理想化的物理模型弹簧振子,并且研究了弹簧振子在无阻力的理想条件下的运动问题,理想化是研究物
4、理问题常用的方法之一,3简谐运动是一种简单的、基本的振动,许多物体的微小振动都可以看作是简谐运动,复杂的振动可以看作简谐运动的叠加,4简谐运动是一种变加速运动,它的规律是F=-KX;它的特点是具有 对称性和周期性,课堂练习,1.用手协调的拍皮球,使球上下往复跳动的时间相等,皮球的运动是不是简谐运动. 2.在两个倾角均为的互连光滑斜面上以O为中心的往复运动,3.弹簧振子做简谐运动,则下列说法正确的是( ) A:若位移增大,则速度一定减少。 B:振子通过平衡位置时,速度为零,加速度最大。 C:振子每次通过平衡位置时,速度一定相同。 D:振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速 度一定相同,
5、4.若再连上一个弹簧是否是简谐运动? 若把弹簧振子竖直挂起呢,判断简谐运动的方法,首先应确定平衡位置,后根据物体的受力情况,找出回复力,再判断是否满足 F=KX,如果从东京挖一条隧道,把地球挖通,穿过球心,到达阿根庭的布宜诺斯艾利斯,又假设隧道中没有空气阻力,那么一块石头无初速度地落入隧道,它能从东京掉到布宜诺斯艾利斯吗,思考题,石头做什么运动,作业,书面作业:画出做简谐运动的物体的回复力随位移变化的图像,并说明图像的物理意义 2、动脑作业:用一根均匀的橡皮筋悬挂着一个质量为的小球,让小球在竖直方向上做简谐运动,则小球运动过程中可能的加速度多大?橡皮筋可能的最大弹力多大? 3、动手作业:自制一
6、根浮标,让其在水中上下浮动,观察其振动过程中位移、速度的变化情况以及定性分析其受力情况。 4、能否运用这套实验装置来探索一下弹簧振子的周期的相关因素呢,石头不可能从东京掉进隧道直至布宜诺斯艾利斯。因为地球对石头的引力总是指向地心的,当石头从东京掉下直到地心,地球的引力是向下的;当石头过地心之后,石头所受的地球的引力的方向相反了。这样,石头在开始掉下时,运动越来越快;过地心之后,石头则减速了。如果地球是个球体,那么石头到出口时,速度刚好为等于零。于是,在地球引力作用下,石头又向地心运动。如果没有空气阻力,则它将永远在东京和布宜诺斯艾利斯之间作往返运动。 石头掉入隧道之后,是否作自由落体运动呢?不是的,因为重力加速度不是常数,越是靠近地心,重力加速度越小,如果以x表示离开地心的距离,以R表示地球的半径,g表示地球表面的重加速度,则在x处的重力加速度为gx/R。因此,石头做简谐运动,演讲完毕,谢谢观看