机械振动是物理中研究物体在平衡位置周围的往复运动的重要领域。

定义：物体在平衡位置所做的往复运动叫机械振动。

特点：

• 振动物体受回复力等于零的位置
• 也是振动停止后，物体所在位置

简谐运动的定义：

• (1) 定义：物体在与偏离平衡位置的位移大小成正比，总是指向平衡位置的力作用下的振动叫简谐运动。
• (2) 简谐运动的特征：
• 回复力F：总是指向平衡位置，其大小与偏离平衡位置的位移大小成正比。公式:F=−kx
• 加速度a：总是指向平衡位置，其大小与偏离平衡位置的位移大小成正比。公式:a=−k/m x

简谐运动的特点

• 速度方向：除两个端点外，任何位置的物体的速度方向都可能有两种，取决于运动的方向。
• 各量关系：
• 位移x：方向偏离平衡位置
• 回复力F：总是指向平衡位置
• 加速度a：总是指向平衡位置
• 速度v：除两个端点外，任何位置物体的速度有两个可能的方向

各量大小变化规律

• （3）各量的大小变化规律
• 通过图示可以看出简谐运动中加速度、位移和回复力的关系，它们随物体位置的变化而变化。

物理模型

• 弹簧振子：理想化的物理模型

实例分析

• 音叉叉股的上各点的振动，弹簧片上各点的振动，钟摆摆锤的振动等

实际意义

• 简谐运动是最简单的振动形式，要研究振动只有从简谐运动开始

经典例题

• 测点一：机械振动
• A、在水面上随波运动的小舟 B、在地面上拍打的篮球 C、摩托车行驶时的颠簸 D、秋千的运动

测点二 简谐运动中各量的方向

• 测点三、简谐运动的条件
• A、竖直弹簧振子的振动是简谐运动
• B、如图所示，A、B两个物体叠放在光滑的水平地面上，在弹簧的作用下一起做简谐运动。

测点四 简谐运动中各量的变化规律

• 测点五、简谐运动的对称性
• A、位移为零的位置
• B、回复力为零的位置
• C、加速度为零的位置
• D、速度最大

测点五

• (1) 速度的方向总与位移方向相反
• (2) 加速度方向总与位移方向相反

测点六 简谐运动的特点

• (1) 回复力F：总是指向平衡位置，大小与位移成正比
• (2) 力F的方向总跟位移方向相反
• (3) 加速度a的大小跟位移成正比
• (4) 加速度a的方向总跟位移方向相反

测点七 简谐运动中各量的变化规律

• 测点八、简谐运动中各量的变化规律

测点九、简谐运动的对称性

• A、位移为零的位置
• B、回复力为零的位置
• C、加速度为零的位置
• D、速度最大

测点十、简谐运动的特点

• (1) 回复力F：总是指向平衡位置，大小与位移成正比
• (2) 力F的方向总跟位移方向相反
• (3) 加速度a的大小跟位移成正比
• (4) 加速度a的方向总跟位移方向相反

测点十、简谐运动的特点

• (1) 回复力F与位移x成反向关系，且大小随位移的增大而增大
• (2) 加速度a的大小也与位移x成正比
• (3) 加速度a的方向总跟位移方向相反

测点十、简谐运动的特点

• (1) 回复力F：总是指向平衡位置，大小与位移成正比
• (2) 加速度a的大小也与位移成正比
• (3) 加速度a的方向总跟位移方向相反

测点一、简谐运动

• (1) 持续机械振动
• (2) 振动物体受回复力等于零的位置
• (3) 是振动停止后，物体所在位置

测点二、简谐运动中各量的方向

• A、位移为零
• B、回复力为零
• C、加速度为零
• D、动能和势能均为零

测点三、简谐运动的条件

• (1) 简谐运动是一种周期性的振动，其特点是周期性
• (2) 同一物体在同一系统中的简谐运动，周期相同
• (3) 简谐运动具有能量守恒性质

测点四、简谐运动的对称性

• A、位移为零的位置
• B、回复力为零的位置
• C、加速度为零的位置
• D、速度最大

测点五、简谐运动的特点

• (1) 回复力F：总是指向平衡位置，大小与位移成正比
• (2) 加速度a的大小也与位移成正比
• (3) 加速度a的方向总跟位移方向相反

测点六、简谐运动的对称性

• A、物体在O点静止时弹簧伸长量为x0
• B、物块拉到A点后撤去拉力，证明其运动是简谐运动

测点七、简谐运动中各量的变化规律

• A、在O点静止时弹簧伸长量为x0
• B、物块拉到A点后撤去拉力，证明其运动是简谐运动

测点八、简谐运动中各量的变化规律

• (1) 持续机械振动
• (2) 简谐运动的特点