宁夏银川市高中物理 第十一章 机械振动 第1节 简谐运动课件 新人教版选修3-4.ppt

,第十一章机械振动,第1节简谐运动,学习目标,1.知道什么是机械振动，什么是简谐运动，知道两种运动的特征。2.知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。3.正确理解简谐运动图象的物理意义。,高中阶段我们学过的运动形式有哪些?,直线运动,曲线运动,匀速直线运动,变速直线运动,匀变速直线运动,变加速直线运动,抛体运动,圆周运动,平抛运动类平抛运动,斜抛运动,匀速圆周运动,变速圆周运动,观察下图几个常见的运动，具有什么共同特点？,小鸟飞离树枝后树枝的颤动,被手拨动的弹簧片左右往复运动,小孩荡秋千的运动,摆钟在最低点附近的往复运动,物体（或物体的一部分）以某一位置（平衡位置）为中心的往复运动。叫做机械振动。简称振动。,一、机械振动,平衡位置,物体原来静止时的位置（一般情况下指物体在没有振动时所处的位置）,判断下列物体的运动是否是机械振动：,2.条件：（1）忽略摩擦力等各种阻力；（2）小球看成质点；（3）忽略弹簧质量。,1.定义:小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。,弹簧+小球,二、弹簧振子,理想化模型,1、振子的位移x:都是相对于平衡位置的位移。,下面左图中如果规定在O点右边为正，则在左边为负。XA为正，XB为负,2、振幅（A）：振动物体离开平衡位置的最大距离,说明：,（1）标量。,（2）物理意义：反映振动物体振动的强弱。,三、弹簧振子的位移-时间图象（振动图像）,三、弹簧振子的位移-时间图象（振动图像）,1.利用频闪照相拍摄,思考：图像中的白点是小球的运动轨迹么?,第一个1/2周期：,第二个1/2周期：,2.描点作图法,三、弹簧振子的位移-时间图象（振动图像）,横坐标：振动时间t,纵坐标：振子相对于平衡位置的位移,2.描点作图法,三、弹簧振子的位移-时间图象（振动图像）,在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带上画出的就是小球的振动图象。,3.描图记录法,三、弹簧振子的位移-时间图象（振动图像）,3.描图记录法,体验：一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段，观察得到的图象。,三、弹簧振子的位移-时间图象（振动图像）,这种记录振动的方法在实际中有很多应用。医院里的心电图及地震仪中绘制的地震曲线等，都是用类似的方法记录振动情况的。,绘制地震曲线的装置,心电图,三、弹簧振子的位移-时间图象（振动图像）,上图中画出的小球运动的xt图象很像正弦曲线，是不是这样呢？,假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它的振幅和周期，写出对应的表达式，然后在曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，代入所写出的正弦函数表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。,方法一验证法:,方法二拟合法:,在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，把测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看弹簧振子的位移时间的关系可以用什么函数表示。,三、弹簧振子的位移-时间图象（振动图像）,1位移时间图象：以小球的平衡位置为坐标原点，用横坐标表示振子振动的时间，纵坐标表示振子的位移，建立坐标系，得到位移随时间变化的情况振动图象2物理意义：反映了振子的位移随时间的变化规律。3特点：弹簧振子的位移时间图象是一条正弦或余弦曲线。,三、弹簧振子的位移-时间图象(振动图像),1定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(xt图象)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。2特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种周期性的往复运动。3.简谐运动的典例：（1）弹簧振子（2）单摆,四、简谐运动,4.运动性质：简谐运动是一种周期性的变加速运动。5.简谐运动的能量：（1）简谐运动中动能和势能相互转换，总的机械能保持守恒。（2）在平衡位置动能最大，势能最小。,四、简谐运动,课堂训练,1、某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（）A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cmB、1s到2s的时间内振子向平衡位置运动C、2s时和3s时振子的位移相等，运动方向也相同D、振子在2s内完成一次往复性运动,AB,小结,1.机械振动：物以某一位置为中心的往复运动。简称为振动。平衡位置：振子原来静止时的位置位移（x）:都是相对于平衡位置的位移。振幅（A）