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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)械振動章機(jī)械振動第第1講簡諧運動講簡諧運動 目標(biāo)定位1.知道什么叫機(jī)械振動.2.理解回復(fù)力、平衡位置的概念.3.了解彈簧振子，掌握簡諧運動的動力學(xué)特征一、什么是機(jī)械振動1機(jī)械振動：物體在 附近做的 運動，叫做機(jī)械振動，簡稱振動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1彈簧振子是一種 模型，由一個質(zhì)量可以 的彈簧與一個質(zhì)量為m的物體構(gòu)成2簡諧運動：物體所受回復(fù)力的大小與位移大小成 ，并且總是指向 的運動，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、運動.理想理想忽略不計忽略不計正比正比平衡位置平衡位置正比正比相反相反一、對簡諧運動的平衡位置、位移、回復(fù)力、加速度的理解1對平衡位置的理解(1)從物體受力特點看：物體在平衡位置所受合力不一定為零，而是沿振動方向的合力為零(2)從速度角度看：平衡位置是振動中速度最大的位置2對簡諧運動的位移的理解簡諧運動的位移是矢量，是從平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段注意：簡諧運動的位移和一般運動的位移有很大區(qū)別，一般運動的位移都是由初位置指向末位置而簡諧運動的位移都是由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置3對回復(fù)力的理解(1)回復(fù)力是指將振動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，也可以由某一個力或某一個力的分力提供(2)簡諧運動的回復(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))，其值由振動系統(tǒng)決定，與振動位移大小無關(guān) “”號表示回復(fù)力的方向與質(zhì)點偏離平衡位置的位移的方向相反 x是指質(zhì)點對平衡位置的位移，不一定等于彈簧的伸長量或壓縮量 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，它們組成一個振動的系統(tǒng)，用手把鋼球向上托起一段距離，然后釋放，鋼球便上下振動起來，若以豎直向下為正方向，下列說法正確的是() A鋼球運動所能達(dá)到的最低處為平衡位置B鋼球原來靜止時的位置為平衡位置C鋼球

4、振動到距原靜止位置下方3 cm處時位移為3 cmD鋼球振動到距原靜止位置上方2 cm處時位移為2 cm圖圖111 解析振子的平衡位置是指振子原來靜止時的位置，故A錯，B對振子的位移為從平衡位置指向某時刻所在位置的有向線段，有方向，有正負(fù)，可判斷C對，D錯 答案BC 針對訓(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) 運動，下列說法正確的是 () A彈簧振子運動過程中受重力、支持力和彈簧彈力的作用 B彈簧振子運動過程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復(fù)力作用 C振子由O向A運動過程中，加速度方向向左 D振子由O向B運動過程中，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，不是做簡諧運動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運動過程中，加速度方向一直向右，由O向B運動過程中，回復(fù)力方向一直向左，故C錯誤、D正確 答案AD二、簡諧運動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諧運動，在振子向著平衡位置運動的過程中()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動的過程中，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C正確 答案C 針對訓(xùn)練2一彈簧振子振動過程中的某段時間內(nèi)其加速度數(shù)值越來越大，則在這段時間內(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動 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動過程中，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，振子做減速運動，速度越來越小，故A、D錯誤，B正確；振子向平衡位置運動的過程中，位移減小，回復(fù)力變小，加速度變小，故C錯誤 答案B