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1、第九章第九章 机械振动机械振动 第一节第一节 简谐运动简谐运动一、机械振动一、机械振动 物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振动。钟摆的摆动钟摆的摆动担物行走时扁担的颤动担物行走时扁担的颤动风中飘扬的红旗风中飘扬的红旗秋千秋千振动的音叉、鼓振动的音叉、鼓地震等都是机械振动。地震等都是机械振动。比如：比如： 振动是自然界广泛存在的，一般的振动往往都比较复杂，所以我们先研究最简单、最基本的振动，这种振动叫简谐振动二、简谐运动二、简谐运动 振子以振子以O点为中心在水平点为中心在水平杆方向做往复运动。振子由杆方向做往复运动。振子由A点点开始运动，经过开始运动，经过O点运动
2、到点运动到A点，由点，由C 点再经过点再经过O 点回到点回到A 点，且点，且OA 等于等于OA , 此后振子此后振子不停地重复这种往复运动。以不停地重复这种往复运动。以上装置称为弹簧振子。上装置称为弹簧振子。1）回复力）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。即：回复力是使振动物体回到平衡位置的即：回复力是使振动物体回到平衡位置的力。力。 回复力是按效果来命名的力，类同回复力是按效果来命名的力，类同“向心力向心力”、“动力动力”等称谓。它可以是重等称谓。它
3、可以是重力在某方向的分力，可以是弹力，也可以力在某方向的分力，可以是弹力，也可以是振动物体所受的几个实际力的合力。是是振动物体所受的几个实际力的合力。是振动物体在振动方向上所受的合力，不一振动物体在振动方向上所受的合力，不一定是物体所受所有力的总的合力。定是物体所受所有力的总的合力。 回复力为零的位置为平衡位置回复力为零的位置为平衡位置(平衡位平衡位置物体所受总的合力不一定为零置物体所受总的合力不一定为零)。2）胡克定律）胡克定律 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：这个关系在物理学中叫做胡克定律这个关系在物理学中叫做胡克定律 式中
4、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。 简谐运动简谐运动（）定义：物体在受到与对平衡（）定义：物体在受到与对平衡位置的位移大小成正比而方向相反位置的位移大小成正比而方向相反的回复力作用下的振动叫简谐运动的回复力作用下的振动叫简谐运动（）简谐运动的特征（）简谐运动的特征回复力回复力Fkx加速度加速度kx/m K是由振动系统本身决定的一个常是由振动系统本身决定的一个常数，不一定是弹簧的劲度系数。数，不一定是弹簧的劲度系数。x是是振动物体相对于平衡位置的位移。振动物体相对于平衡位置的位移。 3）简谐运动的特点）简谐运动的特点（）周期性：每经过一个周期，物体（）周期
5、性：每经过一个周期，物体运动的速度、位移、加速度均与一个周期运动的速度、位移、加速度均与一个周期前相同。经过半个周期与半周期前相比，前相同。经过半个周期与半周期前相比，物体的位移、速度、加速度大小相等方向物体的位移、速度、加速度大小相等方向相反。相反。（）对称性：简谐运动物体运动到同（）对称性：简谐运动物体运动到同一点或关于平衡对称的两点时，其位移、一点或关于平衡对称的两点时，其位移、速度、加速度均大小相等。速度、加速度均大小相等。（）矢量性：注意位移、速度、加速（）矢量性：注意位移、速度、加速度均为矢量，相同时必须是大小方向均相度均为矢量，相同时必须是大小方向均相同。同。 （ 4 ）简谐运动
6、是一种非匀变速运动）简谐运动是一种非匀变速运动 （ 5 ）简谐运动是一种理想化的运动，）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振动过程中无阻力，所以振动系统机械能守恒。守恒。 简谐运动中的位移、回复力、速度、加速度的变化特点：实验小结：简谐运动的分析方法小结：简谐运动的分析方法 (1)判断振动是简谐运动的基本思路判断振动是简谐运动的基本思路:正确进行受力分析；找出物体的平正确进行受力分析；找出物体的平衡位置；设物体的位移为衡位置；设物体的位移为x；证明回复力；证明回复力满足关系式满足关系式F=kx，即说明，即说明k为比例常数为比例常数即可即可 (2)判断简谐运动的回复
7、力，加速度，判断简谐运动的回复力，加速度，速度速度变化的一般思路变化的一般思路: 由位移根据由位移根据F=kx判断回复力判断回复力F；根据；根据F=ma判断加速度；根据运动方向与加速判断加速度；根据运动方向与加速度方向的关系判断速度的变化情况度方向的关系判断速度的变化情况 例例1 1 作简谐运动的物体，当它每次经过同一位作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（置时，一定相同的物理量是（ ） A A：速度：速度 B B：位移：位移 C C：回复力：回复力 D D：加速度：加速度BCD例例2小球在两个相互连接的倾角为小球在两个相互连接的倾角为的的光滑斜面上以光滑斜面上以O点为
8、中心往复运动点为中心往复运动,问问小球的运动是否为简谐运动小球的运动是否为简谐运动?O 如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置到平衡位置右侧，距平衡位置O O点点3cm3cm处的处的B B点，点，已知小球的质量为已知小球的质量为1kg1kg，小球离开平衡位置的，小球离开平衡位置的最大距离为最大距离为5cm5cm，弹簧的劲度系数为，弹簧的劲度系数为200N/m200N/m，求：求：（1 1）最大回复力的大小是多少？）最大回复力的大小是多少？（2 2）在）在B B点时小球受到的回复力的大小和方向？点时小球受到的回复力的大小和方向？（3 3
9、）此时小球的加速度大小和方向？）此时小球的加速度大小和方向？（4 4）小球的运动方向怎样？）小球的运动方向怎样？思考思考OB谢谢大家！9、静夜四无邻，荒居旧业贫。2024/7/202024/7/20Saturday, July 20, 202410、雨中黄叶树，灯下白头人。2024/7/202024/7/202024/7/207/20/2024 8:53:50 PM11、以我独沈久，愧君相见频。2024/7/202024/7/202024/7/20Jul-2420-Jul-2412、故人江海别，几度隔山川。2024/7/202024/7/202024/7/20Saturday, July 20
10、, 202413、乍见翻疑梦，相悲各问年。2024/7/202024/7/202024/7/202024/7/207/20/202414、他乡生白发，旧国见青山。20 七月 20242024/7/202024/7/202024/7/2015、比不了得就不比，得不到的就不要。七月 242024/7/202024/7/202024/7/207/20/202416、行动出成果，工作出财富。2024/7/202024/7/2020 July 202417、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2024/7/202024/7/202024/7/202024/7/209、没有失
11、败，只有暂时停止成功！。2024/7/202024/7/20Saturday, July 20, 202410、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2024/7/202024/7/202024/7/207/20/2024 8:53:50 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2024/7/202024/7/202024/7/20Jul-2420-Jul-2412、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2024/7/202024/7/202024/7/20Saturday, July 20, 202413、不知香积寺，数里入云峰。2024/7/2020
12、24/7/202024/7/202024/7/207/20/202414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。20 七月 20242024/7/202024/7/202024/7/2015、楚塞三湘接，荆门九派通。七月 242024/7/202024/7/202024/7/207/20/202416、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2024/7/202024/7/2020 July 202417、空山新雨后，天气晚来秋。2024/7/202024/7/202024/7/202024/7/209、杨柳散和风，青山澹吾虑。2024/7/202024/7/20Saturday, July
13、 20, 202410、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2024/7/202024/7/202024/7/207/20/2024 8:53:50 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2024/7/202024/7/202024/7/20Jul-2420-Jul-2412、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2024/7/202024/7/202024/7/20Saturday, July 20, 202413、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2024/7/202024/7/202024/7/202024/7/207/20/202414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样
14、任意揉捏。20 七月 20242024/7/202024/7/202024/7/2015、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。七月 242024/7/202024/7/202024/7/207/20/202416、业余生活要有意义，不要越轨。2024/7/202024/7/2020 July 202417、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2024/7/202024/7/202024/7/202024/7/20MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Fusce id urna blandit, eleifend nulla ac, fringilla purus. Nulla iaculis tempor felis ut cursus. 感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉
