第1讲 简谐运动
[目标定位] 1.知道什么叫机械振动,什么叫平衡位置.2.知道什么是弹簧振子,理解振子的位移.3.掌握简谐运动的动力学特征,明确回复力的概念.4.知道什么是振动的振幅、周期和频率.5.理解简谐运动在一次全振动过程中的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.
一、机械振动
物体(或物体的某一部分)在某一位置两侧所做的往复运动,叫做机械振动,通常简称为振动.这个位置称为平衡位置.
二、简谐运动
1.振子模型:如图1所示,如果小球与水平杆之间的摩擦忽略不计,弹簧的质量比小球的质量小得多,也可以忽略不计,这样的系统称为弹簧振子.其中的小球常称为振子.
图1
2.回复力:当小球偏离平衡位置时,受到的指向平衡位置的力.
3.简谐运动:如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置,则物体所做的运动叫做简谐运动.
4.简谐运动是最简单、最基本的振动.
三、振幅、周期和频率
1.振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离.
物理意义:振幅是表示振动强弱的物理量.
2.周期和频率
(1)周期:振子完成一次全振动所用的时间,用T表示,单位是秒,符号是s.
(2)频率:单位时间内完成全振动的次数,用f表示,单位是赫兹,符号是Hz.
(3)周期与频率的关系:f=.
(4)物理意义:周期和频率都是表示振动快慢的物理量.
想一想 振幅就是振动物体离开平衡位置的最大位移吗?为什么?