2.1简谐运动 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第二章 机械振动 选择性必修一 2.1 简谐振动 【总结】物体在某位置附近做往复的周期性运动 单摆来回摆动 物体上下摆动 琴弦的抖动 观察以下运动，这些运动的共同特点是什么？ 机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动，简称振动。 高中阶段我们学过的运动形式有哪些？ 按加速度分类： a=0 ：匀速直线运动 且与初速度方向在同一直线：匀变速直线运动 a大小不变、方向改变：匀速圆周运动 a恒定： 且与初速度方向不在同一直线：抛体运动 a变化： a大小、方向均改变：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叫做机械振动， 简称振动。 3.特点： （1）具有一个平衡位置； （2）具有对称性、周期性； （3）具有一个使它回到平衡位置的力。 一、机械振动 平衡位置 2.平衡位置：振子原来静止时的位置。（合力为0） 1.构成：小球、弹簧 3.理想化条件： （1）轻弹簧、且不超过弹簧的弹性限度； （2）小球可以看成质点； （3）忽略阻力。 二、弹簧振子 2.弹簧振子是理想化模型 最简单的机械振动，研究一般性振动的基础 1.振子的位移：从平衡位置指向小球所在位置的有向线段 三、弹簧振子的位移——时间图像 x1 x2 弹簧振子 注意：振子位移和机械运动的位移定义上的区别 2.弹簧振子的位移——时间图像： 三、弹簧振子的位移——时间图像 ①建立坐标系： 以小球的平衡位置为坐标原点0 沿着弹簧振子的振动方向建立纵轴 垂直于弹簧振子振动方向建立横轴 ②标出各时刻小球球心的位置坐标； ③用曲线把各点连接起来。 以上实验中画出的小球运动的x—t图象很像正弦曲线，是不是这样呢？如何验证？ 方法一：正弦函数代入法 方法二：计算机函数图像耦合法 思考：简谐运动的位移-时间（x-t）图像是不是质点的轨迹？ 四、简谐振动 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 像（x-t图像）是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。 简谐运动是最基本的振动。 3.图象意义:表示一个振子不同时刻所在的位置或者一个振子位移随时间的 变化规律。 2.运动性质：非匀变速运动 四、简谐振动 4.从图像获取信息 ①任意时刻质点的位移的大小和方向； ②任意时刻质点的振动方向； ③任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况； 回答：a、b、c三点的位移、速度如何？ 思考：图像的斜率代表什么含义？ 四、简谐振动 位置 O→M M O→M’ O O→M’ M’ M’ →O 位移 增大、向右 最大 减小、向右 0 增大、向左 最大 减小、向左 速度 减小、向右 0 增大、向左 最大 减小、向左 0 增大、向右 加速度 增大、向左 最大 减小、向左 0 增大、向右 最大 减小、向右 四、简谐振动 1.位移与速度的关系：一增一减、有时同向、有时反向 2.位移与加速度的关系：同增同减、始终反向 最大位移处，速度方向改变； 平衡位置处，速度最大。 【总结】 Lavf59.32.100 Lavf59.32.100 $$