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高考物理复习知识点：机械振动

一、简谐运动

基础目标

1、回复力、平衡位置、机械振动

2、知道什么是简谐运动及物体做简谐运动的条件。

3、理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化情况。

4、理解简谐运动的对称性及运动过程中能量的变化。

拔高目标

1、简谐运动的证明(竖直方向弹簧振子，水面上木块)。

2、简谐运动与力学的综合题型。

3、简谐运动周期公式。

【重难点】

重点：简谐运动的特征及相关物理量的变化规律。

难点：偏离平衡位置位移的概念及一次全振动中各量的变化。

一.新课引入

知识目标：引入新的运动--机械振动

前面已学过的运动：

按运动轨迹分：直线运动按速度特点分：匀变速

曲线运动非匀变速

自然界中还有一种更常见的运动：机械振动

二.机械振动

在自然界中，经常观察到一些物体来回往复的运动，如吊灯的来回摆动，树枝在微风中的摆动，下面我们就来研究一下这些运动具有什么特点。

这些运动都有一个明显的中心位置，物体或物体的一部分都在这个中心位置两侧往复运动。这样的运动称为机械振动。

当物体不再往复运动时，都停在这个位置，我们把这一位置称为平衡位置。(标出平衡位置)

平衡位置是指运动过程中一个明显的分界点，一般是振动停止时静止的位置，并不是所有往复运动的中点都是平衡位置。存在平衡位置是机械运动的必要条件，有很多运动，尽管也是往复运动，但并不存在明显的平衡位置，所以并非机械振动。

如：拍皮球、人来回走动

注意：在运动过程中，平衡位置受力并非一定平衡!如：小球的摆动

总结：机械振动的充要条件：1、有平衡位置 2、在平衡位置两侧往复运动。

自然界中还有哪些机械振动?

钟摆、心脏、活塞、昆虫翅膀的振动、浮标上下浮动、钢尺的振动

三.回复力

1)回复力

机械振动的物体，为何总是在平衡位置两侧往复运动?

结论：受到一个总是指向平衡位置的力

观察：振子在平衡位置右侧时，有一个向左的力，在平衡位置左侧时，有一个向右的力，这个力总是促使物体回到平衡位置。

总结：总是指向平衡位置，它的作用是总使振子回复到平衡位置，这样的力我们称之为回复力。

(在平衡位置时，回复力应该为零)

回复力：使物体返回平衡位置的力，方向总是指向平衡位置。

特点：1.是效果力。(按效果命名的力)

2.可以是某个力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。

2)偏离平衡位置的位移

由于振子总是在平衡位置两侧移动，如果我们以平衡位置作为参考点来研究振子的位移就更为方便。这样表示出的位移称为偏离平衡位置的位移。它的大小等于物体与平衡位置之间的距离，方向由平衡位置指向物体所在位置。(由初位置指向末位置)用x表示。

偏离平衡位置的位移与某段时间内位移的区别：偏离平衡位置的位移是以平衡位置为起点，以平衡位置为参考位置。

某段时间内的位移，是默认以这段时间内的初位置为起点。

四.简谐运动

弹簧振子。一个滑块通过一个弹簧连在底座上，底座上有许多小孔，和一个皮管相连，对着皮管吹气，底座上喷出的气流会使振子浮在底座上方，从而达到减小摩擦的作用，和前面的气垫导轨相似。

演示：弹簧振子的运动，结论：是机械振动。

树枝的振动，没有什么规律可循，而弹簧的振动具有规律性。接下来研究弹簧振子振动的规律。

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