2.1簡諧運動1．機械振動物體(或物體的某一部分)在某一位置所做的往復運動，叫做機械振動，通常簡稱為振動．2．簡諧運動(1)彈簧振子：在__________的水平桿上套著一個小球，彈簧一端固定，另一端連接在小球上，小球可以在桿上滑動．小球和水平桿之間的忽略不計，彈簧的質量與小球相比，也可忽略不計．把小球和彈簧組成的系統(tǒng)稱為_________，其中的小球常稱為．(2).平衡位置：彈簧未形變時，小球所受合力為______,處于平衡位置(3)回復力當彈簧振子的小球偏離平衡位置時，都會受到一個的力，這種力叫做回復力．理解：簡諧運動回復力的性質及來源a)回復力是根據(jù)力的作用效果命名的，其方向總是指向平衡位置，作用總是要把物體拉回到平衡位置．b)回復力的來源可以是一個力，也可以是多個力的合力，還可以由某個力的分力提供．(4)簡諧運動如果物體所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成，并且總指向，則物體所做的運動叫做_______運動．彈簧振子的振動是．做簡諧運動的振子稱為諧振子．探究：如圖甲所示，水平方向的彈簧振子．如圖乙所示，豎直方向的彈簧振子．如圖丙所示，m隨M一起振動．分析：一.簡諧運動的回復力、加速度、速度、動能的變化規(guī)律(1)回復力、加速度：向著平衡位置運動，越來越_______；平衡位置處為_____，最大位移處_____．(2)速度、動能：向著平衡位置運動，越來越_______；平衡位置處________，最大位移處______．二．物體做簡諧運動時的位移(1)位移的規(guī)定：簡諧運動中的位移是從_________指向振子___________的有向線段，在振動中，不管振動質點初始時刻的位置在哪兒，振動中的位移都是從平衡位置開始指向振子所在的位置．(2)位移的方向：簡諧運動中的位移也是矢量，規(guī)定正方向后，若振動質點偏離平衡位置的位移與規(guī)定的正方向相同，位移為_____，與規(guī)定的正方向相反，位移為_______．三．理解簡諧運動的對稱性如圖所示，物體在A與B間運動，O點為平衡位置，C、D兩點關于O點對稱，則有：(1)時間的對稱：tOB＝tBO＝tOA＝tAO，tOD＝tDO＝tCO＝tOC，tDB＝tBD＝tAC＝tCA.(2)速度的對稱①物體連續(xù)兩次經(jīng)過同一點(如圖中的D點)的速度大小______，方向________．②物體經(jīng)過關于O點對稱的兩點(如圖中的C與D兩點)的速度大小相等，方向________相同，也________相反．(3)位移、回復力、加速度對稱①物體連續(xù)兩次經(jīng)過同一點(如圖中的D點)的位移、回復力、加速度大小_________，方向_________．②物體經(jīng)過關于O點對稱的兩點(如圖中的C與D點)的位移、回復力、加速度大小_________，方向_________．四.簡諧運動圖象如果質點的位移與時間的關系遵從___________的規(guī)律,即它的振動圖象(x-t圖象)是一條________曲線,這樣的振動叫做簡諧運動,簡諧運動是最________、最________的振動。振動圖象不是簡諧運動物體的運動軌跡。它表示振動的質點(1個)在各________的________。如圖點P1坐標是（t1,x1)，并不表示t1時刻質點在P1點，而是表示在t1時刻質點離開平衡位置，處在正方向上位移為x1處.2.2簡諧運動的描述一、描述簡諧運動的物理量1.振幅：振動物體離開位置的最大距離.2.全振動(如圖所示)：類似于O→B→O→C→O的一個完整的振動過程.3.周期和頻率(1)周期：①定義：做簡諧運動的物體完成一次所需要的時間.②單位：國際單位是秒(s).(2)頻率：①定義：單位時間內完成全振動的.②單位：赫茲(Hz).(3)T和f的關系：T＝.4.相位：描述運動在各個時刻所處的不同狀態(tài).二、簡諧運動的表達式：簡諧運動的一般表達式為x＝.1.x表示振動物體相對于平衡位置的位移；t表示時間.2.A表示簡諧運動的.3.ω叫做簡諧運動的，表示簡諧運動的，ω＝eq\f(2π,T)＝(與周期T和頻率f的關系).4.代表簡諧運動的相位，φ表示t＝0時的相位，叫做(或初相).5.相位差：若兩個簡諧運動的表達式為x1＝A1sin(ωt＋φ1)，x2＝A2sin(ωt＋φ2)，則相位差為Δφ＝＝.2.3簡諧運動的回復力和能量一、簡諧運動的回復力1．回復力(1)定義：使振動物體回到__________的力。(2)方向：總是指向________________。(3)表達式：F＝________。式中“－”號表示F與x方向相反。2．簡諧運動理論上可以證明，如果物體所受的力具有________的形式，物體就做簡諧運動。也就是說：如果物體在運動方向上所受的力與它偏離平衡位置________的大小成________，并且總是指向________________，物體的運動就是簡諧運動。二、簡諧運動的能量1．能量轉化彈簧振子運動的過程就是________和________互相轉化的過程。(1)在最大位移處，______最大，______為零。(2)在平衡位置處，________最大，________最小。2．能量特點在簡諧運動中，振動系統(tǒng)的機械能______，而在實際運動中都有一定的能量損耗，因此簡諧運動是一種____________的模型。3．對于彈簧的勁度系數(shù)和小球質量都一定的系統(tǒng)，________越大，機械能越大。三、簡諧運動中各物理量的變化如圖所示的彈簧振子，O為平衡位置，B、C為最大位移位置，以向右的方向為正方向，則振子從B運動到O的過程中，位移方向為________，大小逐漸________；回復力方向為________，大小逐漸________；振子速度方向為________，大小逐漸________；動能逐漸________；勢能逐漸______。(均選填“正”“負”“增大”或“減小”)鞏固練習1.（多選）下列運動屬于機械振動的是（）A．說話時聲帶的運動B．彈簧振子在豎直方向的上下運動C．體育課上同學進行25米折返跑D．豎立于水面上的圓柱形玻璃瓶的上下運動2.（多選）關于機械振動的位移和平衡位置，以下說法中正確的是（）A．做機械振動的物體必有一個平衡位置B．機械振動的位移總是以平衡位置為起點的位移C．機械振動的物體運動的路程越大，發(fā)生的位移也越大D．機械振動的位移是指振動物體偏離平衡位置最遠時的位移3.做簡諧運動的物體先后運動到同一位置時，下列各物理量不同的是（）A．加速度 B．速度 C．動能 D．勢能4．對于做簡諧運動的彈簧振子，下述說法正確的是（）A．振子通過平衡位置時，加速度最大B．振子在最大位移處時，速度最大C．振子在連續(xù)兩次通過同一位置時，位移相同D．振子連續(xù)兩次通過同一位置時，動量相同5．做簡諧運動的彈簧振子除平衡位置外，在其他所有位置時，關于它的速度方向，下列說法正確的是（）A．總是與位移方向相反B．總是與位移方向相同C．遠離平衡位置時與位移方向相反D．向平衡位置運動時與位移方向相反6．(多選)下列關于簡諧振動的回復力的說法正確的是（）A．回復力方向總是指向平衡位置B．回復力是按效果命名的C．回復力一定是物體受到的合力D．回復力由彈簧的彈力提供E．振動物體在平衡位置所受的回復力是零7．(多選)如圖所示，當振子由A向O運動時，下列說法中正確的是（）A．振子的位移大小在減小B．振子的運動方向向左C．振子的位移方向向左D．振子的位移大小在增大E．振子所受的回復力在減小8.(多選)如圖所示，一彈簧振子在一條直線上做簡諧運動，第一次先后經(jīng)過M、N兩點時速度v(v≠0)相同，那么，下列說法正確的是（）A．振子在M、N兩點所受彈簧彈力相同B．振子在M、N兩點相對平衡位置的位移大小相同C．振子在M、N兩點加速度大小相等D．從M點到N點，振子先做勻加速運動，后做勻減速運動E．從M點到N點振子的動能先增大，后減小9.一個做簡諧運動的物體，每次具有相同的動能時，下列說法正確的是（）A．一定具有相同的勢能 B．一定具有相同的速度C．一定具有相同的加速度 D．一定具有相同的位移10.把一個小球套在光滑細桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡諧運動，它圍繞平衡位置O在A、B間振動，如圖所示，下列結論正確的是（）A．小球在O位置時，動能最大，加速度最大B．小球在A、B位置時，勢能最大，加速度最小C．小球從A經(jīng)O到B的過程中，回復力先做正功后做負功D．小球從B到O的過程中，振動的能量不斷減小11.某魚漂的示意圖如圖所示O、M、N為魚漂上的三個點。當魚漂靜止時，水面恰好過點O。用手將魚漂向下壓，使點M到達水面，松手后，魚漂會上下運動，上升到最高處時，點N到達水面。不考慮阻力的影響，下列說法正確的是（）A．魚漂的運動是簡諧運動B．點O過水面時，魚漂的加速度最大C．點M到達水面時，魚漂具有向下的加速度D．魚漂由上往下運動時，速度越來越大12.（多選）如圖所示，一輕質彈簧上端固定在天花板上，下端連接一物塊，物塊沿豎直方向以O點為平衡位置，在C、D兩點之間做周期為T的簡諧運動。已知在t1時刻物塊的速度大小為v、方向向下，動能為Ek。下列說法正確的是（）A．如果在t2時刻物塊的速度大小也為v，方向向下，則t2－t1的最小值小于B．如果在t2時刻物塊的動能也為Ek，則t2－t1的最小值為C．當物塊通過O點時，其加速度最小D．物塊在C、D兩點的加速度相同13.如圖所示為獲取彈簧振子的位移—時間圖像的一種方法，改變紙帶運動的速度，下列說法正確的是（）A．如果紙帶不動，作出的振動圖像仍然是正弦函數(shù)曲線B．如果紙帶不動，作出的振動圖像是一條線段C．圖示時刻，振子正經(jīng)過平衡位置向左運動D．若紙帶運動的速度不恒定，則紙帶上描出的仍然是簡諧運動的圖像14.如圖甲所示，彈簧振子運動的最左端M（最右端N）距離平衡位置的距離為l，規(guī)定向右為正方向，其振動圖像如圖乙所示，下列說法中正確的是（）A．圖中x0應為lB．0～t1時間內振子由M向O運動C．t1～t2時間內振子由M向O運動D．0～t2時間內與t2～t3時間內振子運動方向相反15..在水平方向上做簡諧運動的質點，其振動圖象如圖11-1-5所示。假設向右的方向為正方向，則物體加速度向右且速度向右的時間段是()A.0s到1s內B.1s到2s內C.2s到3s內D.3s到4s內16.(多選)如圖甲所示,一彈簧振子在A、B間振動,取向右為正方向,振子經(jīng)過O點時開始計時,其振動的x-t圖像如圖乙所示。則下列說法正確的是()A.t2時刻振子在A點B.t2時刻振子在B點C.在t1~t2時間內,振子的位移在增大D.在t3~t4時間內,振子的位移在減小17.(多選)彈簧振子做簡諧運動,振動圖像如圖所示,則下列說法正確的是()A.t1、t2時刻振子的速度大小相等,方向相反B.t1、t2時刻振子的位移大小相等,方向相反C.t2、t3時刻振子的速度大小相等,方向相反D.t2、t4時刻振子的位移大小相等,方向相反18.(多選)如圖所示是一水平彈簧振子做簡諧運動的振動圖像（x－t圖像），由圖可推知，振子（）A．在t1和t3時刻具有相同的速度B．在t3和t4時刻具有相同的速度C．在t4和t6時刻具有相同的位移D．在t1和t6時刻具有相同的速度19（多選）一個質點以O為中心做簡諧運動，位移隨時間變化的圖象如下圖，a、b、c、d表示質點在不同時刻的相應位置。下列說法正確的是（）A．質點通