第2章 1 简谐运动—2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第一册讲义

1．简谐运动 学习目标：1.[物理观念]认识弹簧振子．　2.[科学思维]通过观察和分析，理解简谐运动的位移—时间图像是一条正弦曲线．　3.[科学思维]经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图像描绘运动的方法． ☆ 阅读本节教材，回答第31页“问题”并梳理必要知识点．教材第31页问题提示：上述物体总是在某一位置附近做往复性的运动． 一、弹簧振子 1．机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动． 注意：机械振动是机械运动的一种． 2．弹簧振子 如图所示，如果球与杆之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽略，我们把小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子． 3．平衡位置：弹簧未形变时，小球所受合力为0的位置． 二、弹簧振子的位移—时间图像 1．建立坐标系：以小球的平衡位置为坐标原点，沿着它的振动方向建立坐标轴．小球在平衡位置右边时它对平衡位置的位移为正，在左边时为负．如图． 2．绘制图像：若用横轴表示振子运动的时间t，纵轴表示振子在振动过程中离开平衡位置的位移x，则振子振动的x­t图像如图所示，是一条正弦(或余弦)曲线． 三、简谐运动 1．定义 如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x­t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫作简谐运动． 2．特点 简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种往复运动．弹簧振子的运动就是简谐运动． 3．简谐运动的图像(如图所示) (1)简谐运动的图像是振动物体的位移随时间的变化规律． (2)简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线，从图像上可直接看出不同时刻振动质点的位移大小和方向、速度大小和方向的变化趋势． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)弹簧振子的平衡位置都在原长处． (×) (2)振动的物体可以做直线运动，也可以做曲线运动． (√) (3)弹簧振子的运动是简谐运动． (√) (4)振子的位移相同时，速度也相同． (×) (5)简谐运动的图像都是正弦或余弦曲线． (√) 2．(多选)下列运动中属于机械振动的是(　　) A．小鸟飞走后树枝的运动 B．爆炸声引起窗子上玻璃的运动 C．匀速圆周运动 D．竖直向上抛出的物体的运动 E．人说话时声带的振动 ABE　[物体在平衡位置附近所做的往复运动是机械振动，A、B、E正确．圆周运动和竖直