河北 2013 年高考二轮专题复习教案机械振动和机械波一、简谐运动的基本概念1．定义物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。表达式为：F= -kx。这是简谐运动的充要条件。⑴ 简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。也就是说，在研究简谐运动时所说的位移，其起点都默认是在平衡位置处。⑵ 回复力是一种效果力。是振动物体在沿振动方向上所受的合力。⑶“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态）⑷F=-kx 中的 k 是回复力系数，即简谐运动的判定式 F= -kx 中的比例系数，对于弹簧振子 k 恰好就是弹簧的劲度，对其它简谐运动它就不再是弹簧的劲度了。2．简谐运动过程中几个重要的物理量间的关系要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻（或某一位置）的位移 x、回复力 F、加速度a、速度 v 这四个矢量的相互关系。（这四个量都是变量）⑴ 由定义知：F∝x，方向相反；⑵ 由牛顿第二定律知：F∝a，方向相同；⑶ 由以上两条可知：a∝x，方向相反；⑷ 当振子向平衡位置移动时 v 增大，而 x、F、a 均减小；这时 v 与 a、F 同向，而与 x 反向；当振子远离平衡位置移动时 v 减小，而 x、F、a 均增大；这时 v 与 a、F 反向，而与 x 同向。3．从总体上描述简谐运动的物理量振动的最大特点是往复性或者说是周期性。因此振动物体在空间的运动有一定的范围，用振幅 A 来描述；在时间上则用周期 T 来描述完成一次全振动所须的时间。⑴ 振幅 A 是描述振动强弱的物理量。（一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的，而位移是改变的）对同一个振动系统而言，振幅大就是振动强。简谐运动中振动系统的动能和势能在相互转化过程中，总机械能是守恒的。⑵ 周期 T 是描述振动快慢的物理量。（频率 f=1/T 也是描述振动快慢的物理量）周期由振动系统本身的因素决定，叫固有周期。任何简谐振动都有共同的周期公式：（其中 m 是振动物体的质量，k 是回复力系数，即简谐运动的判定式 F=-kx 中的比例系数。二、典型的简谐运动1．弹簧振子⑴ 周期，与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度决定。回复力是弹簧的弹力。⑵ 可以证明，竖直放置的弹簧振子的振动也是简谐...
