资源简介

(共20张PPT)
简谐运动的描述
目 录
1. 简谐运动的振动方程
2. 简谐运动的回复力
3. 简谐运动的能量
1.从两个角度体会如何证明物体的运动是否为简谐振动。
2.分析其速度，位移，合外力，加速度，动能，势能的变化规律。
3.定性分析位移，回复力，回复加速度的周期变化规律和能量的周期性变化规律。
学习目标
思考：上一节我们学习了简谐运动相关的物理量，那我们可不可以用这些物理量更具体形象的描述简谐运动呢？
新课导入
一、简谐运动的振动方程
简谐运动的位移-时间关系
振动图象：正弦曲线
振动方程：
新课讲解
振幅
圆频率
相位
初相位
新课讲解
课堂练习
1.　(多选)物体A做简谐运动的振动位移xA＝3sin2(π) m，物体B做简谐运动的振动位移xB＝5sin6(π) m．比较A、B的运动(　　)
A．振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m
B．周期是标量，A、B周期相等为100 s
C．A振动的频率fA等于B振动的频率fB
D．A的相位始终超前B的相位3(π)
CD
思考与讨论
1．振动位移公式x＝Asin(ωt＋φ)，各物理量分别表示什么？
2．振动的超前、落后由什么物理量决定？
当我们把弹簧振子的小球拉离平衡位置释放后，小球就会在平衡位置附近做简谐运动。小球的受力满足什么特点才会做这种运动呢
新课讲解
二、 简谐运动的回复力
思考：
1、小球往复运动过程中，在各点的受力情况如何？
2、小球受到的合力的效果是什么？
新课讲解
3、弹簧振子在运动过程所受的力有什么特点？
小球所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，方向总是与偏离平衡位置位移的方向相反，即受力方向总是指向平衡位置，它的作用是把物体拉回到平衡位置。
通常把这个力称为回复力。
新课讲解
简谐运动：
如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
新课讲解
2、一圆柱体的木块浮在水面上，将木块向下压一段距离后释放，木块没有完全被水浸没。木块的运动是简谐运动吗？证明你的结论？
证明：
平衡位置：mg=F浮
平衡位置时，浮力：F浮=ρ水g v水= ρ水gsh
将木块再向下移动x，以竖直向下为正方向
合外力大小为：F合=ρ水gs(h+x)-mg=ρ水gsx
合外力方向为：竖直向上
因此合外力表达为： F回=-ρ水gsx
所以木块的运动为简谐运动
课堂练习
回复力为0时，物体所受合力一定为0吗？物体做简谐运动到平衡位置时，回复力为0，但合力可能不为0.
例如：物体沿圆弧做简谐运动，如图所示．当小球运动到圆弧的最低点(平衡位置)时，回复力为0，小球所受的合力用来提供向心力，所以小球所受的合力不为0.
课堂拓展
做一做：观察弹簧振子的运动情况，结合教材内容，完成表格
三、简谐运动的能量
新课讲解
振子的运动 Q Q→O O O→P P
位移的大小
速度的大小
振子的动能
弹簧的势能
系统总能量
最大
减小
0
增大
最大
0
增大
最大
减小
0
0
增大
最大
减小
0
最大
减小
0
增大
最大
不变
不变
不变
不变
不变
理论上可以证明，在弹簧振子运动的任意位置，系统的动能与势能之和都是一定的， 遵守机械能守恒定律。
实际的运动都有一定的能量损耗，所以简谐运动是一种理想化的模型。
新课讲解
3.弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中(　　)
A．振子所受的回复力逐渐增大
B．振子的位移逐渐增大
C．振子的速度逐渐减小
D．振子的加速度逐渐减小
课堂练习
D
(1)简谐运动中在最大位移处，x、F、a、Ep最大，v＝0，Ek＝0；在平衡位置处，x＝0，F＝0，a＝0，Ep最小，v、Ek最大.
(2)简谐运动中振动系统的动能和势能相互转化，机械能的总量不变，即机械能守恒.
总结提升
简谐运动的描述
课堂小结
1. 简谐运动的振动方程
2. 简谐运动的回复力
3. 简谐运动的能量
课后作业
完成课后习题

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