11.1 简谐运动（课件）-2019-2020学年下学期高二物理同步精品课堂（人教版选修3-4）（共20张PPT）

中物理 第11章 机械振动 人教版 物理（高中） 第一节 简谐运动 学易同步精品课堂 （高二 下） 高中阶段我们学过的运动形式有哪些? 　按运动轨迹分类： 直线运动 曲线运动 匀速直线运动 变速直线运动 匀变速直线运动 变加速直线运动 抛体运动 圆周运动 平抛运动 斜抛运动 匀速圆周运动 变速圆周运动 【复习引入】 荡秋千 摆钟 实例观察并分析下面物体的运动 弹簧振子 总结归纳：这些运动的共同特点是 物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧做的往复运动. 物体在某一中心位置两侧附近所做的往复运动。叫做机械振动，简称为 振动 二、机械振动 中心位置——振子的平衡位置 【典例1】.下列运动中不属于机械振动的是(　　) A.树枝在风的作用下运动 B.竖直向上抛出的物体的运动 C.说话时声带的运动 D.爆炸声引起窗扇的运动 【提示】物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动;竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地,不具有运动的往复性,因此不属于机械振动。 B 2、理性化模型： 1、概念： 小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。 模型一 弹簧振子 （4）不计阻力 （1）弹簧的质量与小球相比可以忽略。 （3）小球从平衡位置拉开的位移在弹性限度内。 （2）小球可看成质点。 1、振子的位移x:都是相对于平衡位置的位移。 下图中如果规定在O点右边为正，则在左边为负 （XA为正 XB为负） 如何确定振子的位移？ 弹簧振子的位移—时间图象 沙摆实验 简 谐 运 动 定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。 【典例2】简谐运动是下列哪一种运动　(　　) A.匀变速运动 B.匀速直线运动 C.非匀变速运动 D.匀加速直线运动 【提示】简谐运动的速度是变化的,加速度也是变化的 C 【典例3】.如图为质点P在0～4 s内的振动图象,下列叙述正确的是　(　　) A.再过1 s,该质点的位移是正向最大 B.再过1 s,该质点的速度方向为正向 C.再过1 s,该质点的加速度方向为正向 D.再过1 s,该质点的速度最大 【提示】由图象可知,再过1 s,即第5 s时,质点在正向最大位移处,速度为零,加速度最大且沿x轴负向。故正确答案为A。 A 简谐运动是最简单、最基本的振动。 弹簧振子与简谐运动的特点 【思考与讨论】: 如图,弹簧连接的塑料小球穿在细 木杆上,该装置是否为弹簧振子? 若不计小球与杆间的摩擦,小球运 动过程中通过B点时,小球的位移如何表示? 【归纳总结】 1.对简谐运动的平衡位置的认识: (1)从物体受力特点看:物体在平衡位置所受合力不一定为零,而是沿振动方向的合力为零。 (2)从速度角度看:平衡位置是振动中速度最大的位置。 2.简谐运动的位移、速度、加速度: (1)位移:振动位移以平衡位置为起点,所以在振动图象上,振动位移可用从平衡位置指向振子所在位置的有向线段表示,方向为从平衡位置指向振子所在位置,大小为平衡位置到振子所在位置的距离。 (2)速度:描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。在所建立的坐标轴(也称为“一维坐标系”)上,速度的正、负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反。 (3)加速度:简谐运动物体的加速度a=-kx/m ,是变化的。 20 -20 t/s x/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 【典例4】某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。下列说法正确的是 A、第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反 B、第2s末振子相对于平衡位置的位移为-20cm C、第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同，但瞬时速度方向相反 D、第1s末和第3s末振子的位移大小相等方向相反，瞬时速度均为零。 1、机械振动：物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做往复运动。通常简称为振动。 平衡位置：振子静止不动时的位置 2、弹簧振子理性化模型：不计阻力、弹簧的质量与小球相比可以忽略。 3、简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象 （x—t图象）是一条正弦曲线。 t x o 课堂小结 THANKS “ ” $$