2.1简谐运动 （课件）-2020-2021学年高中物理精品备课(2019人教版选择性必修一)

新人教版 选择性必修一 第二章 机械振动 第1节 简谐运动 新教材 新高考 新教材 新高考 复习回顾 高中阶段我们学过的运动形式有哪些? 提示：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 新教材 新高考 问题引入： 钟摆来回摆动，水中浮标上下浮动，担物行走时扁担下物体的颤动，树梢在微风中的摇摆……在生活中我们会观察到很多类似这样的运动。这些运动的共同点是什么？ 新教材 新高考 观察 新教材 新高考 观察 新教材 新高考  这些运动的共同特点是什么？  也称这中心为平衡位置 “往复”意味着具有“周期性”        ①围绕着“中心”位置 ②“往复”运动 “中心”意味着具有“对称性” 知道一次完整的运动情况可推之后的运动情况 新教材 新高考 一、机械振动 物体在平衡位置附近的往复运动． 2.特点: (1)平衡位置 振动停止时物体所在的位置. ------对称性 (2)往复运动 ------周期性 1.定义： 新教材 新高考 例1.（多选）下列几种运动中属于机械振动的是( 　　) A．乒乓球在地面上的上下运动 B．弹簧振子在竖直方向的上下运动 C．秋千在空中来回的运动 D．竖于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动 BCD 静止的位置是地面 物体在平衡位置附近的往复运动 新教材 新高考 变式．(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 解析：物体在平衡位置附近所做的往复运动是机械振动，A、B正确；圆周运动和竖直上抛运动不是机械振动． 答案：AB 新教材 新高考 判断下列物体的运动是否是机械振动  小球在竖直面内的摆动 小球在两光滑斜面上的滚动 小球在两弹簧作用下的左右运动 小球在桌面上的反弹 小球在竖直弹簧作用下的上下运动 新教材 新高考 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。 二.弹簧振子： 新教材 新高考 非匀变速直线运动 弹簧不计质量 不计阻力 理想化模型 小球+弹簧 思考 振子的运动是怎样一种运动呢？ 小球看做质点 新教材 新高考 2．实际物体看作弹簧振子的理想化条件 (1)质量：弹簧的质量比小球的质量小得多，可以认为质量集中于 振子(小球)； (2)体积：构成弹簧振子的小球体积足够小，可以认为小球是一个质点； (3)阻力：忽略弹簧以及小球与水平杆之间的摩擦力； (4)弹性限度：小球从平衡位置被拉开的位移在弹性限度内。 新教材 新高考 3.平衡位置：振子原来静止时的位置． 4.位移：由平衡位置指向振子所在位置的有向线段 提示：通常说的振子的位移是指某时刻的位移，即振子相对平衡位置的位移.因此在研究振动时，字母x具有双重含义：它既表示小球的位置(坐标)，又表示振子在某时刻的位移. 新教材 新高考 研究振动要从最简单、最基本的振动着手，这种振动叫做简谐运动。 例2.关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法正确的是(　　) A.平衡位置就是物体振动范围的中心位置 B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移 C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大 D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移 解析：平衡位置是物体可以静止的位置，所以应与受力有关，与是否为振动范围的中心位置无关 答案：B 新教材 新高考 例3.如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,当振子m离开O点,再从A点运动到C点时,振子离开平衡位置的位移是 (　　) A.大小为OC,方向向左 B.大小为OC,方向向右 C.大小为AC,方向向左 D.大小为AC,方向向右 答案：B 新教材 新高考 思考：如图所示的弹簧振子中，把小球拉向右方，然后放开，小球将如何运动？它的运动有什么特点？ 新教材 新高考 三.弹簧振子的位移-时间图像 研究弹簧振子的位移-时间图像 位移： 相对平衡位置的位移 如何记录振子在不同时刻的位移？ O x 新教材 新高考 1、频闪照片法： 点击播放 新教材 新高考 2.位移 新教材 新高考 3.油墨法： 新教材 新高考 弹簧振子的位移—时间图像 位移—时间图像的获取方式： 描点法绘制图像 分析：以小球的平衡位置为坐标原点，规定水平向右为正方向，横轴为时间 t，纵轴为位移 x。在坐标系中标出各时刻小球球心的位移，用曲线将其连接在一起，