1.简谐运动及其图像（教学课件）物理教科版2019选择性必修第一册

仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 2.1 简谐运动及其图像 机械振动 壹 简谐运动 贰 目录 2 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 观察下图几个常见的运动，具有什么共同特点？ 特点: 上述物体总是在某一位置附近做往复性的运动。 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 机械振动 壹 物体（或物体的某一部分）在某一位置两侧所做的往复运动，叫作机械振动，通常简称为振动，这个位置称为平衡位置。 将弹簧上端固定，下端连接一个小球，小球可在竖直方向上运动。弹簧的质量比小球的质量小得多，可以忽略不计，若不计空气阻力，这样的系统称为弹簧振子，其中小球称为振子。 弹簧振子 条件 ： （1）忽略摩擦力等各种阻力 （2）忽略弹簧质量，小球看成质点 （3）在弹性限度内 弹簧振子 振子的平衡位置：振子原来静止时的位置 振子的位移：以平衡位置为参考点，由平衡位置指向振子某时刻所在位置 振子的平衡位置是“弹簧处于原长时振子的位置”吗？ 振子的位移概念，和之前学到的位移有什么异同？ 你猜想弹簧振子的运动有什么特点？ 弹簧振子的振动图像大致是一条正弦或余弦曲线 如果质点的位移与时间的关系严格遵从正弦函数的规律，即它的振动图像是一条正弦曲线，这样的运动叫作简谐运动 振动物体的位移－时间图像称为这个物体的振动图像 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 贰 简谐运动 如果质点的位移与时间的关系严格遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x-t图像）是一条正弦曲线，这样的运动叫作简谐运动 思考与讨论 振动图像是振子的运动轨迹吗？ 机械运动、机械振动、简谐运动这三个概念有什么关联？ (1)纵坐标：某时刻质点位移的大小和方向 (2)切线斜率：某时刻质点速度的大小和方向 我们可以根据x-t图像判断物体振动的位移和速度 如图所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和-x2 如图所示，质点在t1、t2时刻的速度均指向负方向，质点在t2时刻的速率较小 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 简谐运动位移 x 与时间 t 的关系可用正弦函数来表示，即x＝Asin (ωt＋φ) 振幅是反映振动强弱的物理量 因为| sin (ωt＋φ) |≤1，所以|x|≤A，这说明A是物体离开平衡位置的最大距离 振动物体离开平衡位置的最大距离，叫作振动的振幅 振幅 振幅 振动范围 一个简谐运动的振幅不会随时间变化 振幅是标量，国际单位为米(m) 振 幅 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 全 振 动 振动物体往返一次(以后完全重复原来的运动)的过程叫做一次全振动 右图中，振子从点P0向右运动开始，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？ 你发现这次全振动中振子运动的路程有什么特点？ 一次全振动前后，振子的位移和速度完全相同 大小和方向都相同 一次全振动中，振子运动的总路程为振幅的4倍 周期和频率 振子每完成一次全振动所用的时间是相同的，这个时间叫作振动的周期，用 T 表示 振子完成的全振动次数与所用时间的比，叫作振动的频率，用 f 表示 周期的国际单位是秒，符号是s 频率的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz 每次全振动用时4秒 每秒发生次全振动 周期和频率互为倒数，f ＝，1Hz =1s-1 周期和频率都是表示振动快慢的物理量 简谐运动 弹簧振子 弹簧振子的结构 弹簧振子的振动规律 简谐运动的描述 x＝Asin (ωt＋φ) 简谐运动的定义 振幅 周期 频率 仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而 谢君一赏 Lavf58.20.100 Lavf59.34.101 $$