简谐运动
[探新知·基础练]
1.弹簧振子
如图所示,如果球与杆或斜面之间的摩擦可以忽略,且弹簧的质量与小球相比也可以忽略,则该装置为弹簧振子。
2.平衡位置
振子原来静止时的位置。
3.机械振动
振子在平衡位置附近所做的往复运动,简称振动。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)
1.弹簧振子可以用一根轻质弹簧和一个小球组成。(×)
2.小鸟在树枝间跳来跳去是振动。(×)
3.小球在两个对接的斜面上来回滚动是机械振动。(√)
[释疑难·对点练]
弹簧振子是一种理想模型,应满足以下条件
1.质量:弹簧质量比小球质量小得多,可以认为质量只集中于振子(小球)上。
2.体积:构成弹簧振子的小球体积要足够小,可以认为小球是一个质点。
3.阻力:在振动过程中可以忽略弹簧与小球受到的各种阻力。
4.弹性限度:振子拉离平衡位置的最大位移在弹簧的弹性限度内。
[特别提醒] 在平衡位置处,弹簧不一定处于原长。
[试身手]
1.(多选)下列关于理想弹簧振子的说法中正确的是( )
A.任意的弹簧和任意的小球就可以构成弹簧振子
B.弹簧振子中小球的振动范围不能超出弹簧的弹性限度
C.弹簧振子中小球的体积不能忽略
D.弹簧振子中的小球一旦振动起来就停不下来
解析:选BD 理想弹簧振子中弹簧的质量可以忽略,小球体积忽略不计,可看成质点,不计摩擦阻力,小球一旦振动起来将不会停下来,而小球振动时,弹簧不能超出弹性限度,故B、D正确,A、C错误。
[探新知·基础练]
1.振动位移
从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段。
2.建立坐标系的方法
以小球的平衡位置为坐标原点,沿振动方向建立坐标轴。一般规定小球在平衡位置右边(或上边)时,位移为正,在平衡位置左边(或下边)时,位移为负。
3.图象绘制
用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的位置。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)
1.弹簧振子都是以小球的平衡位置为坐标原点,水平方向为坐标轴。(×)
2.振动位移是从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段。(√)
3.弹簧振子振动情况可以用位移—时间图象描述。(√)
[释疑难·对点练]
1.对振动位移的理解
(1)振动位移的大小为平衡位置到振子所在位置的距离,方向由平衡位置指向振子所在位置。
(2)位移的表示方法:用振动图象中某时刻振子所在位置的坐标来表示(如图)。在t1时刻振子的位移为x1,t2时刻振子的位移为x2,t4时刻为-x4。