第二章 第一节 简谐运动（课件PPT）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册同步导学案（粤教版）

物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 第一节　简谐运动 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 学习目标 核心素养 1．知道机械振动是机械运动的一种形式，知道简谐运动的概念。 2．理解振子的平衡位置和位移，理解回复力的概念。 3．知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义。 4．会用能量守恒的观点分析水平弹簧振子在振动过程中动能、势能、总能量的变化规律。 1．物理观念：机械振动、弹簧振子、简谐运动、回复力、全振动、振幅、周期、频率。 2．科学思维：能分析简谐运动的位移、速度、加速度及动能、弹性势能的变化规律。 3．科学探究：探究弹簧振子的x－t图像。 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 [知识梳理] 一、认识简谐运动 1.机械振动：物体(或物体的一部分)在某一中心位置(平衡位置)两侧所做的____________叫作机械振动，简称振动。 往复运动 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 2．弹簧振子 如图所示，如果小球与水平杆之间的摩擦可以______，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽略，小球的运动可以看作_______________，我们把小球和弹簧组成的系统称为____________，其中的小球称为振子。 3．平衡位置：弹簧未形变时，小球所受合力为0的位置。 忽略 质点的运动 弹簧振子 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 4．回复力 (1)定义：总能使振子返回____________的力。 (2)方向：指向____________。 (3)表达式：F＝_________。 5．全振动：把振子经历的一个____________过程叫作一次全振动。 完整振动 平衡位置 平衡位置 －kx 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 二、简谐运动 1. 弹簧振子的位移—时间图像：若用横轴表示振子运动的_________，纵轴表示振子在振动过程中离开____________的位移x，则振子振动的x－t图像如图所示，是一条正弦(或余弦)曲线。 2．简谐运动定义：如果振子的位移与时间的关系遵从_______________函数的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条_______________曲线，这样的振动叫作简谐运动。 正弦或余弦 时间t 平衡位置 正弦或余弦 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 3．振幅：物体振动时离开平衡位置的____________，叫作振动的振幅。用A表示，国际单位为米(m)。 4．周期(T)和频率(f) 最大距离 振动快慢 全振动 之比 秒(s) 赫兹(Hz) 内容 周期 频率 定义 做简谐运动的物体完成一次_________所需要的时间 物体在一段时间内完成全振动的次数与所用时间______ 单位 ____________ __________________ 物理含义 都是表示____________的物理量 联系 f＝_____ eq \f(1,T) 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 三、简谐运动的能量特征 1．在平衡位置，振子离开平衡位置的距离为___，所受回复力为___，加速度为___，速度的大小______，动能______，弹性势能为___；在最大振幅处，振子离开平衡位置的距离______，所受回复力的大小______，加速度的大小______，速度为___，动能为___，弹性势能______。 2．振子在振动过程中离开平衡位置的距离、加速度、速度、动能、弹性势能等在每个周期里完全重复，这样的运动叫作___________________。 3．弹簧在振动过程中，弹簧振子的弹性势能和动能相互转化，其和等于最初给定的弹性势能，机械能守恒。 周期性往复运动 零 零 零 最大 最大 零 最大 最大 最大 零 零 最大 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 [自主评价] 1. 判断正误 (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)振幅就是振子的最大位移。( ) (4)从任一个位置出发又回到这个位置所用的最短时间就是一个周期。( ) (5)水平弹簧振子运动到平衡位置时，回复力为零，因此能量一定为零。( ) × √ × × × 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 2．情景思考 如图所示为弹簧振