－鲁科版选修34 1.1 简谐运动 学案.doc

11简谐运动学案【学习目标】1、 知道简谐振动的概念，掌握简谐振动图像的获取方法；2、 理解简谐振动的图像特点，会根据图像分析简谐振动；3、知道周期、频率、振幅、位移等一系列描述简谐运动的基本概念。【学习重点】简谐振动的图像获取及分析、用函数及图像表达简谐运动、理解简谐振动的系列概念的物理意义。【知识要点】一、 机械振动（1）平衡位置：物体振动时的中心位置，振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置。（2）机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。（3）振动特点：振动是一种往复运动，具有周期性和往复性。oaaxx二弹簧振子小球原静止的位置就是平衡位置。小球在平衡位置附近所做的往复运动，是一种机械振动。小球的运动是平动，可以看作质点。忽略小球与水平杆之间的摩擦，弹簧的质量与小球质量相比也忽略不计，将小球拉离平衡位置后由静止释放，小球能够自由滑动。这样的系统称为弹簧振子。2弹簧振子的位移时间图象3简谐运动及其图象简谐运动是机械振动中最简单、最基本的的振动。弹簧振子的运动就是简谐运动。物体在跟位移大小成正比，并且总指向平衡位置的力作用下的振动，叫做简谐运动。写出f-kx说明式中f为回复力；x为偏离平衡位置的位移；k是常数，对于弹簧振子，k是劲度系数，对于其他物体的简谐运动，k是别的常数；负号表示回复力与位移的方向总相反。质点的位移随时间按正弦规律变化的振动，叫做简谐运动。简谐运动的位移时间图象为正弦曲线。【典型例题】例1、如图所示，在光滑水平面上，用两根劲度系数分别为k1、k2的轻弹簧系住一个质量为m的小球，开始时，两弹簧均处于原长，后使小球向左偏离x后放手，可以看到小球将在水平面上作往复振动，试问小球是否作简谐运动？分析：为了判断小球的运动性质，需要根据小球的受力情况，找出回复力，确定它能否写成f=-kx的形式。解析：以小球为研究对象，竖直方向处于力平衡状态，水平方向受到两根弹簧的弹力作用，设小球位于平衡位置o左方某处时，偏离平衡位置的位移为x，则左方弹簧受压，对小球的弹力大小为f1=k1x，方向向右。右方弹簧被拉伸，对小球的弹力大小为f2=k2x方向向右。小球所受回复力等于两个弹力的合力，其大小为f=f1+f2=(k1+k2)x，方向向右，令k=k1+k2，上式可写成f=kx由于小球所受回复力的方向与位移x的方向相反，考虑方向后，上式可表示为f=-kx所以，小球将在两根弹簧的作用下，沿水平面简谐运动。说明：由本题可归纳出判断物体是否作简谐运动的一般步骤：确定研究对象（整个物体或某一部分）分析受力情况找出回复力表示成f=-kx的形式（可以先确定f的大小与x的关系，再定性判断方向）。【达标训练】1做简谐运动的质点，先后经过同一点时，下列物理量哪些是不同的（ ）a速度 b加速度 c位移 d动能2某个弹簧振子在水平方向上做简谐运动，下列说法中正确的是（ ）a该振子的加速度和位移大小成正比，方向相反b该振子的加速度和位移大小成正比，方向相同c该振子做非匀变速运动d该振子做匀变速运动3弹簧振子做简谐运动时，下列说法中正确的是（ ）a若位移为负值，则速度一定为正值b振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大c振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也相同d振子通过同一位置时，速度不一定相同，但加速度一定相同obc4如图，一水平弹簧振子，o为平衡位置，振子在b、c之间做简谐运动，设向右为正方向，则振子（ ）a由c向o运动时，位移为正值，速度为正值，加速度为正值b由o向b 运动时，位移为正值，速度为正值，加速度为负值c由b 向o运动时，位移为负值，速度为正值，加速度为负值d由o向c运动时，位移为负值，速度为负值，加速度为正值5水平方向做简谐运动的物体偏离平衡位置的位移为x，速度为v，加速度为a，则（