第一讲  简谐运动、简谐运动的表达式及其图象（新课标）

【基本概念与基本规律】

一、简谐运动定义

１、机械振动

物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动。

机械振动的条件是：（１）物体受到回复力的作用；（２）阻力足够小。

２、回复力

使振动物体返回平衡位置的力叫回复力。回复力时刻指向平衡位置。回复力是以效果命名的力，它是振动物体在振动方向上的合外力，可能是几个力的合力，也可能是某个力或某个力的分力，可能是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。

３、简谐运动

物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫简谐运动。表达式为：Ｆ＝－ｋｘ。

４、描述简谐运动的物理量

（１）位移ｘ：由平衡位置指向振子所在处的有向线段，最大值等于振幅；

（２）振幅Ａ：是描述振动强弱的物理量。（一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的，而位移是时刻在改变的）

（３）周期Ｔ：是描述振动快慢的物理量。频率ｆ＝ 。

【例1】下列属于机械振动选择完整的是…………………………………………（  D  ）

①乒乓球在地面上的来回上下运动；②弹簧振子在竖直方向的上下运动；③秋千在空中来回的运动；④竖于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动

A、①②    B、②③     C、③④     D、②③④

【例2】关于简谐运动回复力的说法正确的是……………………………………（  A  ）

A、回复力 中的 是指振子相对于平衡位置的位移

B、回复力 中的 是指振子从初位置指向末位置的位移

C、振子的回复力一定就是它所受的合力

D、振子的回复力一定是恒力

【例3】关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是  （ CD  ）

A、位移减小时，加速度增大，速度增大

B、位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同

C、物体运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反

D、物体向平衡位置运动时，做加速运动，背离平衡位置时，做减速运动

C

O

B

P

x

【例4】如图所示，一个弹簧振子沿 轴在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，当振子从B点向O点运动经过P点时振子的位移为           ，振子的回复力为           ，振子速度为           ，振子的加速度为           （填“正”“负”或“零”）

答案：负  负  正  正

二、理解简谐运动重难点

1、平衡位置的理解

平衡位置是做机械振动物体最终停止振动后振子所在的位置，也是振动过程中回复力为零的位置。

（１）平衡位置是回复力为零的位置；

（２）平衡位置不一定是合力为零的位置；

（３）不同振动系统平衡位置不同：竖直方向的弹簧振子，平衡位置是其弹力等于重力的位置；水平匀强电场和重力场共同作用的单摆，平衡位置在电场力与重力的合力方向上。

2、回复力的理解

（１）、回复力是指振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力，但不一定是物体受到的合外力。

（２）、性质上，回复力可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。

（３）、回复力的方向总是“指向平衡位置”。