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简谐运动

图1:简谐运动实验图像的拟合

图2:简谐运动的模拟

图3:简谐运动的参量变化情况

一、机械振动

1. 我们把物体或物体的一部分在一个位置两侧附近所做的往复运动称为___________,物体原来静止时的这个位置称为_______________。 特点:(1)运动轨迹关于______________对称,即对称性;           (2)物体在平衡位置附近__________运动,即周期性。

二、弹簧振子

1. 小球和弹簧组成的振动系统称作______________。 2. 在弹簧振子中,弹簧的质量忽略不计,小球能看作质点,振动过程中没有阻力,且在弹簧的弹性限度以内,所以,弹簧振子是一种_______的物理模型。 3. 弹簧振子的平衡位置:____________________。 特点:(1)位于平衡位置时,小球所受合力为___________。           (2)经过平衡位置时,小球速度最_____________。 思考:弹簧振子的平衡位置一定在弹簧的原长位置吗? 4. 振子的位移:从__________指向小球所在位置的有向线段,有向线段的长度表示振子该时刻的________,有向线段的指向表示振子该时刻的_________。 5. 弹簧振子的位移-时间图像如下,振子的位移与时间的关系遵从__________函数的规律。

三、简谐运动

1. 如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦形状的曲线,我们把这样的机械振动叫做______________。 2. 我们用位移-时间图像记录一个振子不同时刻所在的________,或记录一个振子_______随时间的变化规律。 3. 从位移时间图像上,我们能知道哪些信息? (1)任意时刻,质点的位移大小和_________; (2)任意时刻,质点的运动方向; (3)任意时刻,质点的速度大小和_________,斜率的_________表示速度的大小,斜率的正负表示速度的_________。 请说出上图1中t1、t2、t3、t4各时刻,质点的位移和速度,并用不同颜色的笔迹标记出位移矢量和速度矢量。 4. 理解简谐运动的对称性(图3) (1)时间的对称 tOB=__________________,tOD=__________________,tDB=__________________。 (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______,方向_____。 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_____,方向可能_____,也可能_______. (3)位移和加速度的对称 ①物体经过同一点(如 C 点)时,位移和加速度均______; ②物体经过关于 O 点对称的两点(如 C 点与 D 点)时,位移与加速度均大小______,方向______。 (4)动能、势能和机械能的对称 ①物体连续两次经过同一点(如 D 点)时的动能、势能、机械能均_______; ②物体经过关于 O 点对称的两点(如 C 点与 D 点)时的动能、势能、机械能均______。