2.1 简谐运动 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第一节 简谐运动 第二章 机械振动 高二物理组 吕老师 学习目标 1、了解什么是机械振动、简谐运动。 2、正确理解简谐运动x-t图象的物理含义。 3、知道简谐运动的图象是⼀条正弦或余弦曲线。 生活中一些相对复杂的运动： 荡秋千来回摆动 这些运动有没有共同点呢？ 1、围绕着“中心”位置运动 2、运动具有往复性 定义：物体或物体的一部分在某一个（中心）位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动。 拨动琴弦 阅读课本P32-P35，完成导学案自主学习部分 蜜蜂翅膀的运动 一、机械振动 1. 定义： 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。 2. 特点： ①平衡位置——“对称性” ②往复运动——“周期性” 下列运动中属于机械振动的是（ ） A、树枝在风的作用下的运动 B、竖直向上跑出的物体的运动 C、说话时声带的振动 D、爆炸声引起的窗扇的运动 ACD 二、弹簧振子 1.定义: 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。 O点为平衡位置： 物体原来静止时的位置 2.条件: （1）忽略摩擦力等各种阻力； （2）小球看成质点； （3）忽略弹簧质量; （4）弹簧始终在弹性限度内。 理想模型 弹簧振子： 竖直方向上的弹簧振子 三、弹簧振子的位移—时间图像 怎样才能得到小球的位移与时间的关系？ 毛笔描迹法 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，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。 2. 特点：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． 四、简谐运动 横坐标：振动时间t 纵坐标：振子相对于平衡位置的位移 B C 由简谐运动的图像获取的信息 C B O 小球在BC之间来回运动，O为平衡位置。 Ｃ：正方向最大位移，速度为零，弹力最大； Ｂ：负方向最大位移，速度为零，弹力最大； 位移 速度 弹簧弹力 加速度 B 负方向最大 零 最大 最大 O 零 最大 零 零 C 正方向最大 零 最大 最大 规定向右为正方向 五、简谐运动 获取信息： 任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比较：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置，若远离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大，若靠近平衡位置，则速度越来越大，加速度、位移越来越小，如图乙中b，从正位移向着平衡位置运动，则速度为负且增大，位移、加速度正在减小，c从负位移远离平衡位置运动，则速度为负且减小，位移、加速度正在增大。 五、简谐运动 如图所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息 ，回答下列问题： 质点在第2s末的位移是多少？ 质点在第2s内的位移是多少？ 前4s内的路程和平均速度各为多少？ 零 第2s内 -10cm s＝10+10+10+10 cm＝40 cm x＝0 cm 思考与讨论 12 1、某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是( ) A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cm B、1s到2s的时间内振子向平衡位置运动 C、2s时和3s时振子的位移相 等，运动方向也相同 D、振子在2s内完成一次往复 性运动 10 5 0 -5 -10 t/s x/cm 1 2 3 4 5 6 练习 AB 　　2.（2022·全国·高一课时练习）如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像，下列有关该图像的说法正确的是（　　） A．该图像的坐标原点是随意选取的 B．从图像中可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的 C．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直x轴的方向匀速运动 D．图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同 CD 练习 　　3.（2022·全国·高一课时练习）（多选）关于简谐运动的图像，下列说法中正确的是（　　　　） A．表示质点振动的轨迹是正弦或余弦曲线 B．由图像可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向 C．表示质点的位移随时间变化的规律 D．由图像可判断任一时刻质点的速度方向 BCD　 练习 4.如图，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，以向右为正方向建立x轴。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为（　　） B 练习 　　5.（2022·云南高二阶段练习）(多选)如图所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定，它们组成一个振动的系统．用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动起来，若以竖直向下为正方向，下列说