2.1简谐运动 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

2.1 简谐运动 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，简称振动。 2.特征： (1)有一个“中心位置”也是振动物体静止时的位置； (2)运动具有往复性。 小球连接弹簧，弹簧另一端固定。弹簧的质量与小球相比可以忽略。小球运动时空气阻力很小，也可以忽略。弹簧未形变时，小球所受合力为0，处于平衡位置O。 把小球拉向右方然后放开，它就在平衡位置附近运动。 小球的振动是机械振动吗？ 弹簧振子 我们把小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子，有时也简称为振子。 理想模型： （2）不计阻力； （3）忽略弹簧的质量； （1）小球看成质点； （4）弹簧始终在弹性限度内。 平衡位置： （1）位于平衡位置时，小球所受合力为0； （2）经过平衡位置时，小球速度最快。 振子原来静止时的位置． 弹簧振子的平衡位置一定在弹簧的原长位置吗？ (1) 振子在某时刻的位移：从平衡位置指向振子在该时刻位置的有向线段． （注意正方向的规定） 弹簧振子的位移 (2) 振子在某段时间内的位移：由初位置指向末位置的有向线段． 弹簧振子的 位移x—时间t图象 横坐标表示物体运动的时间t，纵坐标表示振动物体运动过程中相对平衡位置的位移x，建立坐标系． t /s x 图象的应用 ①任一时刻质点离开平衡位置的位移。 ②速度，注意斜率的大小及正负 通过同一位置，位移方向是一定的，而速度方向却有两种可能。 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（xt 图像）是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。 简谐运动的对称性 (1)时间的对称： ① 相同两位置间往返的时间相等 ② 对称距离两位置间的时间相等 A B C D O · · · · · A B C D O ● ● ● ● ● (2)速度的对称 ① 连续两次经过同一位置的速度大小相等，方向相反． ② 对称位置的速度大小相等，方向可相同，可相反． 新教材 新高考 判断下列说法的正误．(1)小鸟飞走后树枝的往复运动不是机械振动．(　　)(2)弹簧振子同质点一样都是理想化模型．(　　)(3)弹簧振子的x－t图像的曲线就是它的运动轨迹．(　　)(4)弹簧振子的位移是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段．(　　)(5)简谐运动的图像表示质点振动的轨迹是正弦曲线．(　　)(6)振动图像中弹簧振子的位移－5 cm小于1 cm.(　　) 【例1】(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．开始时钢球静止，现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，下列说法正确的是(　　) 【例2】如图所示，水平方向上有一弹簧振子，O点是其平衡位置，振子在a和b之间振动，关于振子，下列说法正确的是(　　) $$