高中物理 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)課件 魯科版選修34

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1、高中物理高中物理選修選修3-4魯教版魯教版第第1章機(jī)械振動(dòng)章機(jī)械振動(dòng)第第1講簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)講簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 目標(biāo)定位1.知道什么叫機(jī)械振動(dòng).2.理解回復(fù)力、平衡位置的概念.3.了解彈簧振子,掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征一、什么是機(jī)械振動(dòng)1機(jī)械振動(dòng):物體在 附近做的 運(yùn)動(dòng),叫做機(jī)械振動(dòng),簡(jiǎn)稱振動(dòng)2回復(fù)力:總是指向 的力3平衡位置:指物體所受回復(fù)力為 的位置平衡位置平衡位置往復(fù)往復(fù)平衡位置平衡位置零零二、彈簧振子的振動(dòng)1彈簧振子是一種 模型,由一個(gè)質(zhì)量可以 的彈簧與一個(gè)質(zhì)量為m的物體構(gòu)成2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng):物體所受回復(fù)力的大小與位移大小成 ,并且總是指向 的運(yùn)動(dòng),或加速度的大小與位移大小成 , 加速度的方向與位移方向 的

2、運(yùn)動(dòng).理想理想忽略不計(jì)忽略不計(jì)正比正比平衡位置平衡位置正比正比相反相反一、對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置、位移、回復(fù)力、加速度的理解1對(duì)平衡位置的理解(1)從物體受力特點(diǎn)看:物體在平衡位置所受合力不一定為零,而是沿振動(dòng)方向的合力為零(2)從速度角度看:平衡位置是振動(dòng)中速度最大的位置2對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移的理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移是矢量,是從平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段注意:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移和一般運(yùn)動(dòng)的位移有很大區(qū)別,一般運(yùn)動(dòng)的位移都是由初位置指向末位置而簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移都是由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置3對(duì)回復(fù)力的理解(1)回復(fù)力是指將振動(dòng)物體拉回到平衡位置的力,它是效果力,而不是一種新的性質(zhì)力它可以由物體

3、所受的合外力提供,也可以由某一個(gè)力或某一個(gè)力的分力提供(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力:Fkxk是比例系數(shù),并非彈簧的勁度系數(shù)(水平彈簧振子中k為彈簧的勁度系數(shù)),其值由振動(dòng)系統(tǒng)決定,與振動(dòng)位移大小無關(guān) “”號(hào)表示回復(fù)力的方向與質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移的方向相反 x是指質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移,不一定等于彈簧的伸長(zhǎng)量或壓縮量 回復(fù)力的作用總是把物體拉向平衡位置【例1】如圖111所示,彈簧下端懸掛一鋼球,上端固定,它們組成一個(gè)振動(dòng)的系統(tǒng),用手把鋼球向上托起一段距離,然后釋放,鋼球便上下振動(dòng)起來,若以豎直向下為正方向,下列說法正確的是() A鋼球運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最低處為平衡位置B鋼球原來靜止時(shí)的位置為平衡位置C鋼球

4、振動(dòng)到距原靜止位置下方3 cm處時(shí)位移為3 cmD鋼球振動(dòng)到距原靜止位置上方2 cm處時(shí)位移為2 cm圖圖111 解析振子的平衡位置是指振子原來靜止時(shí)的位置,故A錯(cuò),B對(duì)振子的位移為從平衡位置指向某時(shí)刻所在位置的有向線段,有方向,有正負(fù),可判斷C對(duì),D錯(cuò) 答案BC 針對(duì)訓(xùn)練1如圖112所示,彈簧振 子在光滑水平桿上的A、B之間做往復(fù) 運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是 () A彈簧振子運(yùn)動(dòng)過程中受重力、支持力和彈簧彈力的作用 B彈簧振子運(yùn)動(dòng)過程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復(fù)力作用 C振子由O向A運(yùn)動(dòng)過程中,加速度方向向左 D振子由O向B運(yùn)動(dòng)過程中,回復(fù)力的方向指向平衡位置圖圖112 解析回復(fù)力是根據(jù)效果

5、命名的力,不是做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體受到的具體的力,它是由物體受到的具體的力所提供的,在此情景中彈簧的彈力充當(dāng)回復(fù)力,故A正確、B錯(cuò)誤;回復(fù)力的方向總是指向平衡位置,加速度的方向與回復(fù)力方向相同,所以振子由O向A運(yùn)動(dòng)過程中,加速度方向一直向右,由O向B運(yùn)動(dòng)過程中,回復(fù)力方向一直向左,故C錯(cuò)誤、D正確 答案AD二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各量的變化情況如圖113所示的彈簧振子圖113位置位置AAOOOBB位移的大小位移的大小最大最大減小減小0增大增大最大最大彈力的大小彈力的大小最大最大減小減小0增大增大最大最大加速度的大小加速度的大小最大最大減小減小0增大增大最大最大速度的大小速度的大小0增大增大最大最大減小減小0

6、【例2】彈簧振子在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在振子向著平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中()A振子所受的回復(fù)力逐漸增大B振子離開平衡位置的位移逐漸增大C振子的速度逐漸增大D振子的加速度逐漸增大 解析在振子向著平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中,振子所受的回復(fù)力逐漸減小,振子離開平衡位置的位移逐漸減小,振子的速度逐漸增大,振子的加速度逐漸減小,選項(xiàng)C正確 答案C 針對(duì)訓(xùn)練2一彈簧振子振動(dòng)過程中的某段時(shí)間內(nèi)其加速度數(shù)值越來越大,則在這段時(shí)間內(nèi) () A振子的速度逐漸增大 B振子的位移逐漸增大 C振子正在向平衡位置運(yùn)動(dòng) D振子的速度方向與加速度方向一致 解析振子由平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)過程中,振子的位移越來越大,加速度增大,速度方向與加速度方向相反,振子做減速運(yùn)動(dòng),速度越來越小,故A、D錯(cuò)誤,B正確;振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中,位移減小,回復(fù)力變小,加速度變小,故C錯(cuò)誤 答案B

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