1、第1节简谐运动什 么 是 机 械 振 动1定义物体在平衡位置附近做往复运动，叫作机械振动，简称为振动2平衡位置振动物体所受回复力为零的位置3回复力(1)方向：总是指向平衡位置(2)作用效果：总是要把振动物体拉回到平衡位置(3)来源：回复力是根据力的作用效果命名的力可能是几个力的合力，也可能是由某一个力或某一个力的分力来提供1机械振动是匀速直线运动()2机械振动是匀变速直线运动()3机械振动是物体在平衡位置附近所做的往复运动()机械振动的物体到达平衡位置的右侧，它所受的回复力指向什么方向？【提示】回复力的方向总是指向平衡位置，故方向向左1机械振动的特点(1)物体在平衡位置附近做往复运动(2)机械
2、振动是一种周期性运动2回复力的理解(1)回复力的方向总是指向平衡位置(2)回复力的效果是使偏离平衡位置的物体返回到平衡位置，是产生振动的条件(3)回复力可以是振动物体所受的某一个力，也可以是物体所受几个力的合力1下列运动中属于机械振动的是() 【导学号：78510000】A树枝在风的作用下运动B竖直向上抛出的物体的运动C说话时声带的运动D爆炸声引起窗扇的运动E匀速圆周运动【解析】物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动，故A、C、D正确；竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地，不具有运动的往复性，因此不属于机械振动，故B错误匀速圆周运动不是在平衡位置附近往复运动，E错误【答案】ACD2下列关
3、于振动的回复力的说法正确的是()A回复力方向总是指向平衡位置B回复力是按效果命名的C回复力一定是物体受到的合力D回复力由弹簧的弹力提供E振动物体在平衡位置所受的回复力是零【解析】回复力是按效果命名的，是指向平衡位置使振动物体回到平衡位置的力，可以由某个力或某几个力的合力提供，也可以由某个力的分力提供，故A、B正确，C错误；在水平弹簧振子中弹簧的弹力提供回复力，但在其他振动中，不一定由弹簧弹力提供，D错误；振动物体在平衡位置受到的回复力是零，E正确【答案】ABE3关于振动物体的平衡位置，下列说法正确的是()A加速度改变方向的位置B回复力为零的位置C速度最大的位置D加速度最大的位置E合外力一定为零
4、的位置【解析】振动物体在平衡位置回复力为零，而合外力不一定为零，在该位置加速度改变方向，速度达最大值故A、B、C正确，D、E错误【答案】ABC机械振动的理解1机械振动是物体在平衡位置附近的往复运动2回复力的方向总指向平衡位置3平衡位置是回复力为零的位置，此位置振动物体速度达到最大，加速度方向改变弹 簧 振 子 的 振 动1弹簧振子弹簧振子是一种理想化模型，其主要组成部分是一个质量可以忽略不计的弹簧和一个质量为m的物体图1112简谐运动(1)定义：如果物体所受回复力的大小与位移大小成正比，并且总是指向平衡位置，则物体的运动叫做简谐运动如弹簧振子的振动(2)简谐运动的动力学特征：回复力Fkx.(3
5、)简谐运动的运动学特征：ax.1弹簧振子是一种理想化的模型()2在Fkx中，负号表示回复力总是小于零的力()3弹簧振子的加速度方向一定与位移相同()弹簧振子的回复力一定是弹簧的弹力吗？【提示】不一定竖直方向的弹簧振子的回复力是由弹簧弹力与重力的合力提供1简谐运动中相关量的变化规律(1)变化规律：当物体做简谐运动时，它偏离平衡位置的位移x、回复力F、加速度a、速度v、动能Ek、势能Ep及振动能量E，遵循一定的变化规律，可列表如下：物理量xFavEkEpE远离平衡位置运动增大增大增大减小减小增大不变最大位移处最大最大最大零零最大不变靠近平衡位置运动减小减小减小增大增大减小不变平衡位置零零零最大最大
6、最小不变(2)两个转折点平衡位置是速度大小、位移方向、回复力方向和加速度方向变化的转折点；最大位移处是速度方向变化的转折点(3)一个守恒：简谐运动过程中动能和势能之间相互转化，但总的能量守恒2简谐运动的对称性如图112所示，物体在A与B间运动，O点为平衡位置，任取关于O点对称的C、D两点，则有：(1)时间对称(2)位移、回复力、加速度大小对称(3)速率、动能对称图1124如图113，当振子由A向O运动时，下列说法中正确的是()A振子的位移大小在减小B振子的运动方向向左C振子的位移方向向左D振子的位移大小在增大E振子所受的回复力在减小图113【解析】本题中位移的参考点应是O点，所以C、D错误由于
7、振子在O点的右侧由A向O运动，所以振子的位移方向向右，且大小在不断减小，回复力的大小和位移成正比，故减小，正确答案为A、B、E.【答案】ABE5.如图114所示，一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v(v0)相同，那么，下列说法正确的是() 【导学号：78510001】图114A振子在M、N两点所受弹簧弹力相同B振子在M、N两点相对平衡位置的位移大小相同C振子在M、N两点加速度大小相等D从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动E从M点到N点振子的动能先增大，再减小【解析】因位移、速度、加速度和弹力都是矢量，它们要相同必须大小相等、方向相同M、N两点关于O点对
8、称，振子所受弹力应大小相等、方向相反，振子位移也是大小相等，方向相反由此可知，A错误，B正确振子在M、N两点的加速度虽然方向相反，但大小相等，故C选项正确振子由MO速度越来越大，但加速度越来越小，振子做加速运动，但不是匀加速运动振子由ON速度越来越小，但加速度越来越大，振子做减速运动，但不是匀减速运动，故D选项错误振子由M到N的过程中，其动能先增大后减小，故E正确【答案】BCE6.如图115所示，质量为m的物体A放在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中，A、B之间无相对滑动，设弹簧的劲度系数为k，求当物体离开平衡位置的位移为x时，B对A的摩擦力大小图115【解析】A、B两物体做简谐运动的回复力由弹簧的弹力提供，当物体离开平衡位置的位移为x时，回复力大小Fkx，A和B的共同加速度大小a，而物体A做简谐运动的回复力由A受到的静摩擦力提供，由此可知fma.【答案】分析简谐运动应注意的问题1位移、速度、加速度和回复力都是矢量，它们要相同，必须大小相等、方向相同2回复力是变力，大小、方向发生变化，加速度也随之发生变化3要注意简谐运动的周期性和对称性，由此判定振子可能的路径，从而确定各物理量及其变化情况