29(1)、简谐运动[学习目标]理解振动中回复力、位移、振幅、周期、频率等概念及在振动中的变化情况;掌握简谐运动的特点,知道简谐运动是一种理想化的模型;理解振动图象的物理意义,知道简谐振动的图象是一条正弦或余弦曲线,会用振动图线分析简谐运动[学习内容] 一、机械振动1、 物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所作的往复运动,叫做机械运动。产生振动的必要条件(1) (2) 。2、 回复力:振动物体所受各外力在指向平衡位置方向上的合力。回复力是按力的作用效果命名的,可能是几个力的合力,也可能是某一个力,还可能是某一个力的分力。注意:回复力不一定等于合外力。例 1、试分析如图所示的振动物体的回复力来源3、机械振动是机械运动中比较复杂的运动形式,具有往复性,是一种加速度大小、方向时刻改变的变速运动,匀变速运动的公式一般不能应用。最基本、最简单的机械运动是简谐运动。二、简谐运动1、简谐运动:物体在 的力作用下的振动。2、简谐运动的特点:(1)回复力 F 与位移 x 的关系: ; 加速度 a 与位移 x 的关系: (2)位移随时间按 规律变化。思考:如何判断物体是否作简谐运动?如小球 A 由光滑斜面MN 上自由释放滑向右边的光滑斜面 ND,其运动是否为振动?是简谐运动吗?(3)位移、速度、加速度、动能、势能变化的特点: 思考:做简谐运动的物体从平衡位置向两侧做什么运动?从两侧向平衡位置运动呢?注意:做简谐运动的物体在空间上有往复性、对称性。即以平衡位置为中心在平衡位置附近做往复的变速运动。在时间上有周期性,即经过一定的时间运动就重复一次。三、描述振动的物理量11、振幅 A:振动物体离开平衡位置的 ,它是描述振动强弱的物理量,是标量。位移 x:由 指向 位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅。思考:振子在一个周期内通过的路程与振幅之间有什么关系?在 T/2、T/4 内呢? 2、周期 T 和频率 f:振动物体完成一次全振动所需的时间为一个周期;频率是指 。周期和频率互为倒数,它们都是描述振动快慢的物理量。周期和频率是由振动物体本身的性质决定,与振幅的大小无关,所以又叫固有周期,固有频率。 例 2、在如图中,O 为做简谐运动的物体的平衡位置.物体从 O 到 C,经历的时间为 0.3s,从C 运动到 D 后又回到 C,经历时间为 0.2s。试求物体振动的周期。思考:一弹簧振子做简谐运动,周期 T,下面正确的是 A.t 和 t+t1时刻位移相同,则 t...