第二章 机械振动 第一节 简谐运动-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册粤教版2019（课件）

第二章 机械振动 第一节　简谐运动 选择性必修第一册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 YJ 1 核心 目标 1.认识机械振动，认识弹簧振子和简谐振动，理解回复力和位移的关系，理解振幅、周期和频率． 2.理解简谐运动中位移、回复力、加速度和速度的变化规律，理解简谐运动过程中动能和势能的变化关系． 必备知识 • 记忆理解 1. 弹簧振子：如图所示，当球与杆之间的摩擦可以_______，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以_______时，小球和弹簧组成的系统就被称为___________，其中的小球称为振子． 1 弹簧振子 忽略　 忽略　 弹簧振子　 2．回复力：振子受到的总能使其回到___________的力．表达式：F＝_______． (1) 位移x：指振子相对于平衡位置O的位移． (2) “－”：表示回复力的方向总与位移方向相反，方向总指向___________． 平衡位置　 －kx　 平衡位置　 要点梳理 必备知识•记忆理解 2 认识简谐运动 1．定义或特征 (1) 动力学特征：如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成_______，并且总是指向___________，物体的运动就是简谐运动． (2) 运动学特征：如果物体的位移与时间的关系遵从_____________函数的规律，即它的振动图像(位移—时间图像)是一条_____________曲线，这样的振动叫做简谐运动． 正比　 平衡位置　 正弦或余弦　 正弦或余弦　 要点梳理 必备知识•记忆理解 2. 特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，弹簧振子的运动是最简单的___________． 3. 从宏观角度看，描述简谐运动的物理量有振幅、周期、频率等． (1) 振幅：物体振动时离开平衡位置的最大距离，用“A”表示． (2) 周期：物体完成一次全振动所需要的时间，用“T”表示． 4. 从微观角度看，描述简谐运动的物理量有位移、加速度、速度等，它们均在做周期性的变化． 简谐运动　 要点梳理 必备知识•记忆理解 3 简谐运动的能量特征 1. 振动系统的状态与能量的对应关系 简谐运动的过程就是_______和_______互相转化的过程．在最大位移处，_______最大，_______为零；在平衡位置处，_______最大，_______为零． 在振动的一个周期内，动能和势能完成两次周期性变化．振子运动经过平衡位置两侧的对称点时，具有相等的动能和相等的势能． 2. 简谐运动的能量特点：在简谐运动中，没有能量损耗，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种_________的模型． 动能　 势能　 势能　 动能　 动能　 势能　 理想化　 要点梳理 必备知识•记忆理解 解析：由F＝－kx可知由于位移的大小和方向在变化，因此回复力的大小和方向也在变化，一定是变力，故D正确，A、B、C错误． 1. 简谐运动的回复力 (　　) A. 可以是恒力 B. 可以是方向不变而大小变化的力 C. 可以是大小不变而方向改变的力 D. 一定是变力 D　 基础内化 必备知识•记忆理解 解析：振子在平衡位置时速度最大，最大位移处速度最小，所以B、C处的速度最小，A错误；振子从B向O运动时振动位移减小，则回复力减小，加速度减小，B错误；振子经过位置O时速度最大，所以动能最大，C正确；振子每次经过位置A时速度大小都相等，但方向不确定，D错误． 2. (2022·上冈高级中学)如图所示，弹簧振子在B、C两点间做机械振动，O为平衡位置，A为OB间的一点，则 (　　) A. 振子在位置B、C时的速度最大 B. 振子从B向O运动时加速度逐渐增大 C. 振子经过位置O时动能最大 D. 振子每次经过位置A时速度都相等 C　 基础内化 必备知识•记忆理解 重难突破 • 学会应用 10 1 弹簧振子的理解 1. 弹簧振子理想化的条件 (1) 质量：弹簧的质量比小球(振子)的质量小得多，可以认为质量集中在小球(振子)上． (2) 体积：小球(振子)体积很小，可当成_______处理． (3) 阻力：没有一切摩擦及阻力作用． (4) 弹性限度：小球(振子)的振动范围在弹簧的弹性限度内． 质点　 各个击破 重难突破•学会应用 2．弹簧振子是一种_____________，其振动特征如下 (1) 对称性：振子振动时有一中心位置，是小球不振动时静止时的位置，即___________． (2) 周期性：振子在中心位置两侧能多次_______运动． 理想化模型　 平衡位置　 往复　 各个击破 重难突破•学会应用 　　　　(多选)弹簧上端固定在O点，下端连接一小球，组成一个振动系统，如图所示，用手向下拉一小段距离后释放小球，小球便上下振动起来，关于小球的平衡位置，下列说法中正确的是 (　　) A.