第四章第二节机械振动简单.docVIP

教学内容 机械振动 产生机械振动的条件：始终存在指向平衡位置的回复力。 简谐运动的模型之一：弹簧振子 位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量。 回复力F：使振动物体回到平衡位置的力。回复力始终指向平衡位置，回复力是以效果命名的力。此模型中的回复力是由弹簧的弹力提供。 加速度a：因为a=F合/m，此模型中的振子所受的合力就是弹簧的弹力，即回复力，所以a的大小和方向与F相同。 速度v：在平衡位置时，速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大;所以，远离平衡位置的过程是加速度变大的减速运动，靠近平衡位置的过程是加速度变小的加速运动,是一种变加速运动。 简谐振动特征： a到0 0 0到b b 位移 X 回复力F=-KX 加速度 a 速度 V 动能 EK 势能 EP 3. 简谐运动：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 （1）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的起点都必须在平衡位置处。 （2）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。 （3）“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，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态） （4）F=-kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。 4. 描述振动的物理量 周期T（s）和频率f(Hz)：表示振动快慢的物理量， T=1/f。 振幅A(m)：振动物体离开平衡位置的最大距离，标量，表示振动的强弱。 全振动：振动的质点从某位置出发再次回到该位置，并保持与出发时相同的运动方向的过程。振动物体在一次全振动中经过的路程为4倍振幅。 5. 简谐运动的图像 ? ①意义: 表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹. ? ②特点: 简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线. ? ③应用：可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况. 练习 1．下列运动中属于机械振动的有（ ） 树枝在风的作用下的运动 竖直向上抛出的物体的运动 说话时声带的振动 爆炸声引起的窗扇的运动 2．做简谐运动的弹簧振子除平衡位置外，在其他所有位置时，关于它的加速度方向，哪个说法正确？( ) A.总是与速度方向相反 B.总是与速度方向相同 C.总是指向平衡位置 D.总是与位移方向相反 3．一个作简谐振动的质点，其振幅是4cm，频率是2.5Hz，从质点经平衡位置开始计时，2.5s末时质点位移的大小为_____cm，2.5s内质点通过的路程为_____cm。 4、如图所示，弹簧振子在光滑金属杆B、C间做振动，0为平衡位置，B、C间距为 20cm，B运动至C的时间为1s，则以下说法正确的是---------------------（ ） 从O 至C再至O振子做了一次全振动 振动周期为2s，振幅是10cm 经过两次全振动，振子通过的路程为40cm 从B开始经过3s，振子通过的路程为40cm ５、有一在光滑水平面上的弹簧振子，在B、C之间做简谐振动，测得BC之间距离为 20cm，振子在10s内完成5次全振动，则振动的振幅为 m，频率是 Hz,振子在3s内通过路程为 m。 6．对做简谐运动的物体，则下列说法中正确的是（ ） A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值。 B．通过平衡位置时，速度为零，加速度最大。 C．每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同。 D．每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同。 7．简谐运动是下列哪一种运动（　） A．匀速直线运动 B．匀加速运动 C．匀变速运动 D．变加速运动 8．如图所示，弹簧振子在由A点运动到O点的过程中，关于它的运动情况，下列说法中正确的是（ ）；在由O点运动到点的过程中，正确是（ ） A．做匀加速运动 B．做加速度不断减小的加速运动 C．做加速度不断增大的加速运动 D．做加速度不断减小的减速运动 E．做加速度不断增大的减速运动 9．做简谐运动的质点在通过平衡位置时，在下列物理