人教版选修34 第十一章第1节 简谐运动 课件(共20张).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x t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 x t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 振