简谐运动PPT教学课件

C
O
B
4、图所示为一弹簧振子，O为平衡位置，设向 右为正方向，振子在B、C之间振动时（C ） A．B至O位移为负、速度为正 B．O至C位移为正、加速度为负 C．C至O位移为负、加速度为正 D．O至B位移为负、速度为负
5．如图所示的弹簧振子，振球在光滑杆上做简谐振动， 往返于BOC 之间，O是平衡位置，D是OC的中点则： （BC）
2．做简谐振动的弹簧振子受到的回复力与位移 的关系可用图中哪个图正确表示出来？（C ）
3．如图所示，轻质弹簧下端挂重为30N的物体A，弹簧 伸长了3cm，再挂重为20N的物体B时又伸长2cm，若将 连接A和B的连线剪断，使A在竖直面内振动时，下面结论 正确的是（ AD ） A．振幅是2cm B．振幅是3cm C．最大回复力是30N D．最大回复力是20N
复习：
x
x
（1）位移：振动中的位移x都是以平衡位置为起点的，因此，方向 就是从平衡位置指向末位置的方向，大小就是这两位置间的距离， 两个“端点”位移最大，在平衡位置位移为零。
（2）回复力： Fkx
指向平衡位置，与位移方向相反，平衡位置为零，两端点最大。
（3）回复加速度：
a K x 与 F 方 向 相 同 ， 指 向 平 衡 位 置 。 平 衡 位 置 为 零 ， 两 端 点 最 大 。
振幅与振动的能量有关，振幅越大，能量越大。
5、振动频率与哪些因素有关？
物体的振动周期与频率，由振动系统本身的性质决 定，与振幅无关，所以其振动周期称为固有周期 。振动频率称为固有频率。
课堂练习：
1：下列运动中属于机械振动的有
（ ACD ）
A、树枝在风的作用下的运动 B、竖直向上抛出的物体的运动 C、说话时声带的振动 D、爆炸声引起的窗扇的运动

如图所示，是振子在A、B位置的位移xA和xB
2、画法:
坐标原点0－平衡位置 横坐标t－振动时间 纵坐标x－振子偏离平衡位置的位移
注意：规定在0点右边时位移为正，左边时位移为负.
方法一、频闪照片法1--水平方向
时间t(s)
0
t0
2t0
3t0 4t0
5t0
6t0
位移x(m） -20.0 -17.8 -10.1 0.1 10.3 17.7 20.0
o
0.35
0.70
1.05
1.40
振动图象是一条正弦曲线.
四、简谐运动
1、定义：
如果质点的位移与时间的关系遵从正弦 函数的规律，即它的振动图象（x—t图象） 是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐 运动。
简谐运动是最简单、最基本的振动。
思考：从简谐运动图象得出什么？
1.质点离开平衡位置的最大位移？ 2.1s末、4s末、10s末质点位置在哪里？ 3.1s末、6s末质点朝哪个方向运动？ 4.质点在6s末、14s末的位移是多少？ 5.质点在4s、16s内通过的路程分别是多少？ 6.0--16s哪些时间内位移方向与运动方向相同？
矢量 ③ “－”表示回复力与位移的方向相反．
5.简谐运动的特点：
1、简谐振动是最简单、最基本的运动，简谐振动是理想化的振动。 2、回复力与位移成正比而方向相反，总是指向平衡位置。 3、简谐运动是一种理想化的运动，振动过程中无阻力，所以振动
系统机械能守恒。 4、简谐运动是一种非匀变速运动。 5、位移随时间变化关系图是正弦或余弦曲线.
t/s
-20
小结
1、机械振动：物体在平衡位置（中心位置） 两侧附近所做往复运动。通常简称为振动。 平衡位置：振子原来静止时的位置

机械振动
第一节 简谐运动
高中阶段学过的运动形式有哪些?
• 匀速直线运动 • 特点: • 图象:
匀变速直线运动
特点:
图象:
Main Idea
运动的共同特点
一、机械振动：物体在某一位置附近 所做的往复运动
今天我们研究最简单、最基本的机械振动
－－简谐运动
二、弹簧振子
装置
运动特点：某一位置附近往复运动
10 5 0 -5 -10
1 2
3
4
5 6 t/s
2、某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。下 列说法正确的是（D ） A、第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反 B、第2s末振子相对于平衡位置的位移为-20cm C、第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相 同，但瞬时速度方向相反 D、第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向 相同，瞬时速度方向相反。 x/cm
２、简谐运动的图象
图象坐标轴的含义
图象的形状：正弦或余弦曲线 图象的物理意义 举例分析 20 x/cm
0 1
-20
2
3
4
5
6
7 t/s
课堂练习
1、某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由 图象判断下列说法正确的是（A B ） A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cm B、1s到2s的时间内振子向平衡位置运动 C、2s时和3s时振子的位移相等，运动方向 也相同 x/cm D、振子在2s内完 成一次往复性运动
平衡位置 －－合外力为零 弹簧振子的位移－时间图象
课件展示
思考：从此图象可以猜想弹簧振子的 运动随时间的变化规律
三、简谐运动及其图象
１、定义：若质点的位移与时间的关 系遵从正弦或余弦函数变化的规律， 这种运动就叫做简谐运动 ２、振动方程：x=Asin(ωt+Φ ) 3、简谐运动是一种非匀变速运动

想一想
一个完整的全振动过程，有什 么显著的特点？
在一次全振动过程中，一定是
振子连续两次以相同速度通过同一
点所经历的过程。（强调方向性）
2021
33
周期的可能影响因素
弹 簧 振 子 的 再 研 究
2021
34
周期的可能影响因素
弹
簧
振
如何测时间？
子 的
在什么位置测时间？
再
研
结论：周期大小与
究
振幅无关！
2021
35
看一看 两个振子的运动快慢有何不同？
2021
36
2、周期和频率
1)、描述振动快慢的物理量 2)、周期T：做简谐运动的物体完成一次全振
动所需的时间，单位：s。
3)、频率f：单位时间内完成的全振动 的次数，单位：Hz。
4)、周期和频率之间的关系：
f=1/T
5)、周期越小，频率越大，运动越快。
D．O至B位移为负、速度为负
2021
26
简谐运动的特点：
1、简谐振动是最简单、最基本的运动，简谐振 动是理想化的振动。
2、加速度与位移方向相反，总是指向平衡位置 。
3、简谐运动是一种理想化的运动，振动过程中 无阻力，所以振动系统机械能守恒。
4、简谐运动是一种非匀变速运动。 5、位移随时间变化关系图是正弦或余弦曲线.
1位移大小相等方向相反2速度大小相等方向可能相同也可能相反3加速度大小相等方向相反4从平衡位置到达这两个或从这两个点直接到达平衡位置的时间相等对称关系2021471从图像中可直接读出在不同时刻的位移值从而知道位移x随时间变化的情况2可以确定振幅3可以确定振动的周期和频率4可以用作曲线上某点的切线的办法确定各时刻的速度大小和方向5由于简谐运动的加速度和位移大小成正比方向相反可以根据图像上各时刻的位移变化情况确定质点加速度的变化情况202148202149如果两个摆球振动的步调一致称为同相

没有外力干扰，只受初位移和初始速度条件的振动。
2 受迫振动
受到外力的周期性或非周期性的干扰振动。
3 阻尼振动
介质内部有无规则的摩擦力作用下的振动。
简谐振动的特点
1 周期性
振动过程在相同的时间间 隔内重复发生。
2 单频率
振动具有唯一的频率。
3 叠加原理
多个简谐振动可以叠加成 一个复合振动。
简谐振动的例子
摆锤
摆锤的运动是一个典型的简谐振动。
弹簧质点振动
弹簧与质点的振动也是简谐振动的一个例子。
简谐振动的公式推导
位移表达式
如x = A * cos(ωt + φ)。
速度表达式
如v = -A * ω * sin(ωt + φ)。
加速度表达式
如a = -A * ω^2 * cos(ωt + φ)。
简谐振动与波动的联系
简谐运动 械振动ppt课 件
这个课件将介绍简谐运动的定义、机械振动的分类、简谐振动的特点、简谐 振动的例子、简谐振动的公式推导、简谐振动与波动的联系以及简谐运动在 实际中的应用。
简谐运动的定义
简谐运动是指物体在作往复振动时，其加速度与位移成正比，方向相反，并且恒定不变。
机械振动的分类
1 自由振动
简谐振动是波动的一种特殊情况，波动是相邻质点进行的周期性的振动。
简谐运动在实际中的应用
1
钟摆
钟摆的运动采用了简谐振动的原理。
2
弹簧秤
弹簧秤利用了弹簧与质点的简谐振动关系来测量物体的质量。
3
乐器演奏
乐器演奏中的音调是通过调整弦或气柱的简谐振动频率来产生的。

《简谐运动的图像》PPT 课件
简谐运动是一种重要的物理现象，它在各个领域都有广泛的应用。这个PPT 课件将带您深入了解简谐运动的图像展示和应用实例。
简谐运动简介
1 什么是简谐运动
简谐运动是一种物体以 固定频率和振幅围绕平 衡位置做周期性往复运 动的现象。
2 简谐运动的特点
3 简谐运动的实例
具有周期性、振幅恒定、 频率恒定和相位关系确 定等特点。
ห้องสมุดไป่ตู้ 总结
简谐运动的图像展示了物体随时间的变化规律，可以通过不同的图像形式更好地理解和分析简谐运动的 特点和应用。简谐运动在机械、声学、光学等领域中发挥了重要作用，对我们的生活和科学研究带来了 巨大影响。
简谐振动的加速度图像
简谐振动的加速度随时间的变化可以通过图像 呈现出来。
应用实例
单摆的简谐运动
单摆的摆动运动可以近似看作简谐运动，例 如钟摆。
声波的简谐振动
声波是一种机械波，可以看作是分子在空气 中的简谐振动。
弹簧的简谐振动
弹簧的振动实际上是一种简谐振动，广泛应 用于各种机械设备。
光波的简谐性质
光波具有波动性，并且可以通过干涉和衍射 现象来解释光的简谐性质。
弹簧振子、摆锤、声波 等都可以视为简谐运动。
简谐运动图像展示
椭圆轨迹的简谐运动图像
简谐运动在行星轨道运动中以椭圆轨迹的形式 展现。
余弦函数和正弦函数简谐运动图像
余弦函数和正弦函数可以精确描述简谐运动的 位置随时间的变化。
简谐振动的位移和速度图像
简谐振动的位移和速度随时间的变化可以由图 像直观地表示。

复这种往复运动。以上装置称为 弹簧振子。
回复力
振子在振动过程中，所受重力与支持力平 衡，振子在离开平衡位置 O 点后，只受到 弹簧的弹力作用，这个力的方向跟振子离 开平衡位置的位移方向相反，总是指向平 衡位置，所以称为回复力。
胡克定律
在弹簧发生弹性形变时，弹簧振子 的回复力F与振子偏离平衡位置的 位移x大小成正比，且方向总是相 反，即：
Fkx
这个关系在物理学中叫做胡克定律
式中k是弹簧的劲度系数。负 号表示回复力的方向跟振子离开 平衡位置的位移方向相反。
物体在跟位移大小成正比，并且 总是指向平衡位置的力作用下的振动，
叫做 简谐运动。
简谐运动的特点：
1、回复力与位移成正比而方向相 反，总是指向平衡位置。
2、简谐运动是一种理想化的运动， 振动过程中无阻力，所以振动 系统机械能守恒。
3、简谐运动是一种非匀变速运动。
简谐运动举例：
THANKSBiblioteka FOR WATCHING演讲人: XXX
PPT文档·教学课件
第九章 机械振动
第一节 简谐运动
一、机械振动
物体（或物 体的一部分） 在某一中心 位置两侧所 做的往复运 动，就叫做 机械振动。
比如：
钟摆的摆动，水上浮标的浮动， 担物行走时扁担的颤动， 在微风中树梢的摇摆， 振动的音叉、锣、鼓、琴弦等都 是机械振动。
二、简谐运动
振子以O点为中心在水平杆 方向做往复运动。振子由A点开 始运动，经过O点运动到A’点， 由C 点再经过O 点回到A 点，且 OA 等于OA’ , 此后振子不停地重

新课引入
四、课堂小结
机械振动
目标一：
弹簧振子
简谐
运动
目标二：简
谐运动及其
图像
弹簧振子
理想化模型
平衡位置
原来静止时的位置
振子的
位移
相对于平衡位置的位移
特征：正弦曲线
x-t图像
意义：反映位移随时间变化的规律
分析：速度、位移、加速度等
点关于O点对称，则有：
（1）时间的对称：tOB＝tBO＝tOA＝tAO，tOD＝tDO＝tOC＝tCO，tDB＝tBD＝tAC＝tCA
（2）速度的对称:
①物体连续两次经过同一点（如D点）的速度大小相等，方向相反;
②物体经过关于O点对称的两点（如C与D两点）的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反.
（3）位移和加速度的对称：
3.受力特点：
每当物体离开平衡位置时，物体总会受到一个指向平衡位置的力，该力的作用效
果是使物体回到平衡位置，作用力是变力。
机械振动
其他例子
思ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与讨论
往复运动一定就是机械振动是否正确？
①乒乓球在地面上的上下的运动
②体育课上同学进行25米折返跑
新课讲授
二、弹簧振子
理
想
化
模
型
按振动方向分类
水平弹簧
振子

振子的运动轨迹是一条直线。
新课引入
三、简谐运动
思考与讨论：
从以上获得的弹簧振子的 x - t 图像可以看出，小球的位移与时间的关系似乎可以用
正弦（余弦）函数来表示。
那么我们如何确定弹簧振子中小球的位移与时间的关系是否遵从正弦函数规律呢？
方法一 正弦函数代入法：

四、简谐运动
2、振动图象(x-t图象)
横坐标——时间；纵坐标——偏离平衡位置的位移
振动图象是一条正弦曲线.反映了同 一质点在不同时刻对应的位置坐标
四、简谐运动
3、简谐运动位移、速度特点：
位移： 方向始终背离平衡位置，每经过平
衡位置位移方向发生改变；远离平 衡位置时位移增大，靠近平衡位置 时位移减小。（O点x=0）
①忽略摩擦力
②弹簧的质量与小球相比可以忽略。 3、平衡位置：小球原来静止时的位置 4、运动特点：振子在平衡位置附近往复运动。 具有周期性，对称性。
三、振动图像(位移--时间图象) 1、位移x:由平衡位置指向所在位置的有
向线段（小球在平衡位置O点右边时位移取正，
在O点左边时位移取负）如图示，是振子在A、B 位置的位移xA和xB
1 2
3
4
5
6 t/s
一、机械振动： 1.定义:物体在平衡位置附近所做的往复 运动. 2.特点: 对称性; 二、弹簧振子模型： 周期性.
1.小球看成质点; 2.忽略弹簧质量; 3.忽略摩擦力.
三、振动图像(x--t图象) 横坐标t—时间;纵坐标x—偏离平衡位置的位移. 四、简谐运动： 1、定义:质点的位移随时间按正弦规律变化的振动. 2、图象:是一条正弦曲线.
速度：
每经过最大距离处速度方向发生改变， 远离平衡位置（位移增大）时速度方 向和位移方向相同，靠近平衡位置 （位移减小）时速度方向和位移方向 相反。(O点v最大）
思考
1、简谐运动的图象就是物体的 运动轨迹吗？ 2、由简谐运动的图象判断简谐 运动属于下列哪一种运动？ A、匀变速运动
B、匀速直线运动
C、变加速运动
二、弹簧振子的位移—时间图象 (3)、用传感器和计算机描绘