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(共20張PPT)
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力與能量
目 錄
1. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱性
2. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)
3. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)
1.借助勻速圓周運(yùn)動(dòng)與振動(dòng)的聯(lián)系，解決相位問(wèn)題。
2.借助振動(dòng)方程，定量分析周期，振幅等振動(dòng)問(wèn)題。
3.如何把復(fù)雜運(yùn)動(dòng)中簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)部分抽象出來(lái)，并借助簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
新課導(dǎo)入
思考：我們已經(jīng)學(xué)過(guò)了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)周期對(duì)稱性，在處理問(wèn)題時(shí)我們應(yīng)注意什么？
新課導(dǎo)入
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：
一、 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱性
常考題型（多解性問(wèn)題）：
課堂練習(xí)
1. (多選)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，0為平衡位置，從它經(jīng)過(guò)0點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)0.3s第一次到達(dá)點(diǎn)M，再經(jīng)過(guò)0.2s第二次到達(dá)點(diǎn)M，則彈簧振子的周期可能為( )
A.0.53s B.1.4s C.1.6s D.2s
答案：AC
課堂練習(xí)
2.勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，上端固定在天花板的0點(diǎn)，下端連著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球靜止時(shí)距地面高為 h，用力向下拉小球，使小球與地面接觸，而后從靜止放開小球(彈簧始終在彈性限度以內(nèi))，則下列說(shuō)法不正確的是( )
A.球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中距地面的最大高度為2h
B.球在上升過(guò)程中彈性勢(shì)能不斷減小
C.球距地面高度為h時(shí)，速度最大
D.球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度是kh/m
答案：C
思考：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振動(dòng)方程滿足正弦函數(shù)關(guān)系式，在數(shù)學(xué)中三角函數(shù)學(xué)習(xí)時(shí)我們利用了單位圓的概念，在物理中簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)是否也存在一些聯(lián)系？
新課導(dǎo)入
圖片中標(biāo)示了任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)在分別橫縱軸上的分量，可以看到，隨著時(shí)間變化，這些分量在按照正余弦函數(shù) 方式在發(fā)生著變化。
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸具有簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特征！
二、 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)
既如此，我便可以制作一個(gè)動(dòng)圖，把勻速圓周運(yùn)動(dòng)與簡(jiǎn)諧振動(dòng)聯(lián)系起來(lái)了。就像下面這樣子：：
從動(dòng)中可以看出：
當(dāng) 點(diǎn)繞半徑為的圓周勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的橫軸和縱軸隨時(shí)間的變化情況，和簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一致的 ；
振動(dòng)函數(shù)中的 有了實(shí)實(shí)在在的直觀感覺， 就是對(duì)應(yīng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)在零時(shí)刻時(shí)的初始輻角，我們稱之為初相位，也就是質(zhì)點(diǎn)的初始位置。而 就是對(duì)應(yīng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)在初始輻角基礎(chǔ)上多旋轉(zhuǎn)的角度 ；
所謂振幅，其實(shí)就是對(duì)應(yīng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑.
在以前學(xué)習(xí)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的時(shí)候，由于沒(méi)有這樣的動(dòng)圖輔助理解，導(dǎo)致總是搞不清楚相位和初相位是什么意思，以及為什么要取這個(gè)名稱。現(xiàn)在好了，有了直觀認(rèn)知，對(duì)概念的理解就能變得更深一些
課堂練習(xí)
3、如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端連接套在水平光滑桿上的質(zhì)量為m的小球A,A以O(shè)點(diǎn)為平衡位置振動(dòng).小球B在豎直平面內(nèi)以O(shè)'為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(O與O'在同一豎直線上),角速度為ω,半徑為R.用豎直向下的平行光照射小球B,可以觀察到小球B在水平桿上的“影子”和小球A在任何瞬間都重合.由此可知:小球A的振動(dòng)周期為 ,彈簧的勁度系數(shù)為 。
答案： mw2
課堂練習(xí)
4、(2021·江蘇高考)如圖所示，半徑為R的圓盤邊緣有一釘子B，在水平光線下，圓盤的轉(zhuǎn)軸A和釘子B在右側(cè)墻壁上形成影子O和P，以O(shè)為原點(diǎn)在豎直方向上建立x坐標(biāo)系。t＝0時(shí)從圖示位置沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)圓盤，角速度為ω，則P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為(　　)
如圖1, 設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k, 若將物塊向右拉離平衡位置, 并有較大的位移 x(在彈簧彈性限度內(nèi)), 那么當(dāng)釋放此物塊, 讓其從右向左運(yùn)動(dòng)時(shí), 取向右為正方向, 則運(yùn)動(dòng)中物塊受到的合力 F回 為：
思考討論
三、 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)
為區(qū)別于一般的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng), 將此類簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)稱為“單方向簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”.
拓展：
同理可證，在斜面（有摩擦）、豎直方向（阻力大小恒定）上述結(jié)論同樣成立（單方向簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)）。
單 擺
課堂小結(jié)
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱性
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)
課后作業(yè)
完成課后習(xí)題

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