简谐运动

　 【主要内容】

　　1.机械振动
　　2.简谐运动
　　3.受迫振动、共振

　 【重点和难点】

　　对简谐振动图象物理意义的认识和理解；受迫振动中，物体发生共振的条件。

　　一．机械振动
　　1．机械振动：物体或物体的一部分在平衡位置附近来回做往复运动叫机械振动。
　　（1）机械振动的条件：①受到回复力的作用；②阻力足够小
　　（2）平衡位置：两种理解：①振动停止时物体所在的位置；②回复力为零的位置；
　　（3）回复力：使振动物体回到平衡位置的力叫回复力。回复力是按效果命名的力。可以是一个力或力的分力，也可以是几个力的合力。它的方向总是指向平衡位置。

　　2．表征振动的物理量。
　　（1）振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离叫振幅；单位：m；反映振动强弱。
　　注意：位移、振幅都是从平衡位置计算的，位移是由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段，矢量；而振幅是标量。
　　（2）周期T：振动物体完成一次全振动所需时间，叫做一个周期。单位是秒（S）。
　　注意：完成一次全振动是指振动物体的位移、速度均回复到原来的大小和方向。
　　（3） 频率f：物体在单位时间内完成全振动的次数叫频率。单位：赫兹（Hz），
　　注意：周期和频率都可用来表示振动的快慢，周期越小，频率越大，表示振动越快。
　　两者间存在如下关系   f.T=1

　　二．简谐运动
　　1．基本内容：
　　（1）动力学特征：  F_回=-kx.式中的“k”表示回复力与位移的比例常数；“x”是相对平衡位置的位移；“-”表示回复力方向始终与位移方向相反。
　　（2）运动学特征：振动位移随时间按正弦或余弦规律变化，加速度方向跟位移方向相反。
　　（3）结合弹簧振子，我们研究振动过程中各物理量大小、方向变化情况
　　弹簧振子：由连在一起的弹簧和小球组成，如图1。把连在一起的弹簧和小球穿在水平杆上，弹簧左端固定在支架上，小球可以在杆上滑动。小球滑动时的摩擦力可以忽略；弹簧的质量比小球的质量小得多，也可忽略。这样就成了一个弹簧振子。振子在平衡位置时F_回=0。当振子振动过程中，位移为x（弹簧不超出弹性限度）时，由胡克定律并考虑到回复力的方向跟位移的方向相反，有F_回= -kx，k为弹簧的劲度系数，所以弹簧振子作简谐运动。图中O为平衡位置，C、B为最大位移处：