資源簡介

(共20張PPT)
簡諧運動的描述
目 錄
1. 簡諧運動的振動方程
2. 簡諧運動的回復力
3. 簡諧運動的能量
1.從兩個角度體會如何證明物體的運動是否為簡諧振動。
2.分析其速度，位移，合外力，加速度，動能，勢能的變化規律。
3.定性分析位移，回復力，回復加速度的周期變化規律和能量的周期性變化規律。
學習目標
思考：上一節我們學習了簡諧運動相關的物理量，那我們可不可以用這些物理量更具體形象的描述簡諧運動呢？
新課導入
一、簡諧運動的振動方程
簡諧運動的位移-時間關系
振動圖象：正弦曲線
振動方程：
新課講解
振幅
圓頻率
相位
初相位
新課講解
課堂練習
1.　(多選)物體A做簡諧運動的振動位移xA＝3sin2(π) m，物體B做簡諧運動的振動位移xB＝5sin6(π) m．比較A、B的運動(　　)
A．振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m
B．周期是標量，A、B周期相等為100 s
C．A振動的頻率fA等于B振動的頻率fB
D．A的相位始終超前B的相位3(π)
CD
思考與討論
1．振動位移公式x＝Asin(ωt＋φ)，各物理量分別表示什么？
2．振動的超前、落后由什么物理量決定？
當我們把彈簧振子的小球拉離平衡位置釋放后，小球就會在平衡位置附近做簡諧運動。小球的受力滿足什么特點才會做這種運動呢
新課講解
二、 簡諧運動的回復力
思考：
1、小球往復運動過程中，在各點的受力情況如何？
2、小球受到的合力的效果是什么？
新課講解
3、彈簧振子在運動過程所受的力有什么特點？
小球所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，方向總是與偏離平衡位置位移的方向相反，即受力方向總是指向平衡位置，它的作用是把物體拉回到平衡位置。
通常把這個力稱為回復力。
新課講解
簡諧運動：
如果質點所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，并且總是指向平衡位置，質點的運動就是簡諧運動。
新課講解
2、一圓柱體的木塊浮在水面上，將木塊向下壓一段距離后釋放，木塊沒有完全被水浸沒。木塊的運動是簡諧運動嗎？證明你的結論？
證明：
平衡位置：mg=F浮
平衡位置時，浮力：F浮=ρ水g v水= ρ水gsh
將木塊再向下移動x，以豎直向下為正方向
合外力大小為：F合=ρ水gs(h+x)-mg=ρ水gsx
合外力方向為：豎直向上
因此合外力表達為： F回=-ρ水gsx
所以木塊的運動為簡諧運動
課堂練習
回復力為0時，物體所受合力一定為0嗎？物體做簡諧運動到平衡位置時，回復力為0，但合力可能不為0.
例如：物體沿圓弧做簡諧運動，如圖所示．當小球運動到圓弧的最低點(平衡位置)時，回復力為0，小球所受的合力用來提供向心力，所以小球所受的合力不為0.
課堂拓展
做一做：觀察彈簧振子的運動情況，結合教材內容，完成表格
三、簡諧運動的能量
新課講解
振子的運動 Q Q→O O O→P P
位移的大小
速度的大小
振子的動能
彈簧的勢能
系統總能量
最大
減小
0
增大
最大
0
增大
最大
減小
0
0
增大
最大
減小
0
最大
減小
0
增大
最大
不變
不變
不變
不變
不變
理論上可以證明，在彈簧振子運動的任意位置，系統的動能與勢能之和都是一定的， 遵守機械能守恒定律。
實際的運動都有一定的能量損耗，所以簡諧運動是一種理想化的模型。
新課講解
3.彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運動，在振子向平衡位置運動的過程中(　　)
A．振子所受的回復力逐漸增大
B．振子的位移逐漸增大
C．振子的速度逐漸減小
D．振子的加速度逐漸減小
課堂練習
D
(1)簡諧運動中在最大位移處，x、F、a、Ep最大，v＝0，Ek＝0；在平衡位置處，x＝0，F＝0，a＝0，Ep最小，v、Ek最大.
(2)簡諧運動中振動系統的動能和勢能相互轉化，機械能的總量不變，即機械能守恒.
總結提升
簡諧運動的描述
課堂小結
1. 簡諧運動的振動方程
2. 簡諧運動的回復力
3. 簡諧運動的能量
課后作業
完成課后習題

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