教科版高中物理选修3-4第一章第3节简谐运动的图像和公式（张32ppt）

第一章 机械振动 温故知新 1、问题：之前我们分别用公式和图象研究了匀速直线运动和匀变速直线运动，那么：在匀速直线运动中，设开始时的那一时刻位移为零，则它的位移图象是一条什么样的线？加速直线运动又是怎样的图像？辨析下列图 2、导入：那么如果用位移图象来表示简谐运动位移与时间的关系，形状又如何呢？ 一、简谐运动的图像 方案一：在水平弹簧振子的小球上安置一支记录用的笔，在下面放一条白纸带，当小球振动时，沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，笔就在带上画出一条振动图线。（动画模拟） 方案二：（演示）做一个盛沙的锥摆，让其摆动，同时在下边拉动一块木板，则摆中漏下的沙子就显示出振动的图象。 方案三：频闪照片（介绍） 匀速拉动薄板，因为每一时刻都有细沙从漏斗中漏出，所以落在薄板上的细沙就记录下各个时刻摆球（漏斗）的位置. 以00'表示时间轴，以垂直于00'的坐标x表示摆球相对于平衡位置的位移，薄板上细沙形成的曲线就是单摆做简谐运动时，位移x随时间t变化的图像，称为简谐运动的图像（或称振动图像）. 可以看出，简谐运动图像 是一条正弦（或余弦）曲线. 严格的理论和实验也都证 明所有简谐运动的运动图像都 是正弦（或余弦）曲线. 讨论交流 1、简谐运动的图像 简谐运动的图像表示了振动质点的位移随时间变化的规律。即简谐运动的位置坐标x是时刻t的正弦或余弦函数。 2、简谐运动图像的意义 3、思考：从简谐运动图象得出描述振动的哪些物理量？ （1）直接描述物理量： ①振幅A：图像的峰值 ②周期T：相邻两个位移为正的最大值或负的最大值之间的时间间隔 ③任意时刻的位移x （2）间接描述物理量 ①频率f=1/T ②不同时刻v的大小和方向判定： x-t图线上任一点的切线的斜率大小等于v。正负表方向，正表示与x方向相同，负表示与x方向相反 。 ③任一时刻t的回复力F和加速度a：总是指向平衡位置（或平行于x轴指向t轴）． x＝0时，F回＝0 、a＝0； x＝±A时，F回和a达最大值． 说明： 1、简谐运动的图像是质点做简谐运动时，质点的位移随时间变化的图象. 2、简谐运动的图像是正弦曲线还是余弦曲线，这决定于t＝0时刻的选择。即图像形状与计时起点有关. 3、从图中可得振幅A 、周期T 、