第1课 简谐运动 -【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019）

第1课 简谐运动 ( 学习目标 ) 课程标准 学习目标 通过实验，认识简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动。 1．认识机械振动。 2．通过弹簧振子认识简谐运动。 3．简谐运动x-t图像的特点及其应用。 ( 0 2 预习导学 ) （一）课前阅读： 振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。振动量如果超过允许范围，机械设备将产生较大的动载荷和噪声，从而影响其工作性能和使用寿命，严重时会导致零部件的早期失效。例如，透平叶片因振动而产生的断裂，可以引起严重事故。由于现代机械结构日益复杂，运动速度日益提高，振动的危害更为突出。反之，利用振动原理工作的机械设备，则应能产生预期的振动。在机械工程领域中，除固体振动外还有流体振动，以及固体和流体耦合的振动。空气压缩机的喘振，就是一种流体振动。 （二）基础梳理 一、弹簧振子 （一）机械振动 机械振动：物体或者 在一个位置附近所做的 运动，叫做机械振动。 （二）弹簧振子 1、弹簧振子：一种理想化模型：①杆光滑，阻力 ；②轻弹簧，弹簧质量 ． 2、分类： ， ， 。 3、平衡位置： 。 4、一次全振动： 。 【概念衔接】机械运动的特例---机械振动 【拓展补充】后面还要学习一种重要的理想化振动模型---单摆。 【即学即练】如图所示，在光滑水平面上有一质量为m的小物块与左端固定的轻质弹簧相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小物块位于O点．现使小物块在M、N两点间沿光滑水平面运动，在此过程中(　　) A．小物块运动到M点时回复力与位移方向相同 B．小物块每次运动到N点时的加速度一定相同 C．小物块从O点向M点运动过程中做加速运动 D．小物块从O点向N点运动过程中机械能增加 【微点拨】注意胡克定律、牛顿第二定律的应用 二、弹簧振子的位移-时间图像 1．偏离平衡位置的位移： 。 2. 振幅： 。 3.路程：一个周期路程是 个振幅， 半个周期的路程是 个振幅。 4.图像得出：描点连线，扫描法。 【概念衔接】注意与某段时间内通过的位移的区别 【拓展补充】该图像的斜率表示物体振动的速度 三、简谐运动 1.运动特征： 。 2.．对简谐运动图像的认识 (1)简谐运动的图像是一条 曲线，如图所示。 (2)图像反映了质点的 随 变化的规律， （填“代表”或者“不代表”）质点运动的轨迹。 3．图像信息 (1)可以确定某时刻质点离开平衡位置的 。 (2)确定某时刻质点速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，若下一时刻位移增加，振动质点的速度方向就是远离t轴，若下一时刻位移减小，振动质点的速度方向就是指向t轴。 (3)比较不同时刻质点的动能、势能的大小。 【概念衔接】机械振动的特例---简谐运动 【拓展补充】后面还要从受力角度进一步理解简谐运动 【即学即练】1.判断题(1)简谐运动是匀变速运动。( ) (2)简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹。( ) 2.如图所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定组成一个振动系统，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，下列说法正确的是(　　) A．钢球运动的最高处为平衡位置 B．钢球运动的最低处为平衡位置 C．钢球速度为零处为平衡位置 D．钢球原来静止时的位置为平衡位置 3．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为(　　) （三）预习作业 1．（多选）如图所示为某物体做简谐运动的图象，下列说法中正确的是(　　) A．由P→Q位移在增大 B．由P→Q速度在增大 C．由M→N位移是先减小后增大 D．由M→N位移始终减小 2．（多选）如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是(　　) A．t＝0.8 s，振子的速度方向向左 B．t＝0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的加速度相同 D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大 ( 0 3 探究提升 ) 环节一 认识机械振动 思考：1．那些运动属于机械振动？ 2．机械振动有何共性？ 环节二 弹簧振子 问题探究1：如图所示，小球被套在光滑的水平杆上，跟弹簧相连组成弹簧振子，小球在平衡位置O附近的A、B间往复运