人教版选修34简谐运动 课件（27张）.ppt

第十一章机械振动 11 1简谐运动 复习回顾 高中阶段我们学过的运动形式有哪些 提示 按运动轨迹分类 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 斜抛运动 匀速圆周运动 变速圆周运动 这些运动的共同特点是什么 秋千 弹簧振子 摆钟 一 机械振动 物体在平衡位置 中心位置 两侧附近所做往复运动 通常简称为振动 1 平衡位置 振子原来静止时的位置 一般情况下指物体在没有振动时所处的位置 1 定义 2 特点 对称性 2 往复运动 周期性 判断下列物体的运动是否是机械振动 二 弹簧振子 理想化模型 2 理性化模型 1 不计阻力 2 弹簧的质量与小球相比可以忽略 1 概念 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 思考 振子的运动是怎样一种运动呢 三 弹簧振子的位移 时间图象 1 位移x 振动物体的位移x用从平衡位置指向物体所在位置的有向线段表示 如图示 是振子在a b位置的位移xa和xb 坐标原点0 平衡位置 横坐标t 振动时间 纵坐标x 振子偏离平衡位置的位移 规定在0点右边时位移为正 左边时位移为负 2 画法 三 弹簧振子的位移 时间图象 三 弹簧振子的位移 时间图象 1 频闪照片法 第一个1 2周期 第二个1 2周期 横坐标 振动时间t 纵坐标 振子相对于平衡位置的位移 2 描图记录法 三 弹簧振子的位移 时间图象 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 2 描图记录法 二 弹簧振子的位移 时间图象 类似应用 绘制地震曲线的装置 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 3 验证 结论 弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线 简谐运动是最简单 最基本的振动 四 简谐运动及其图象 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 如 弹簧振子的运动 变加速运动 简谐运动是最简单 最基本的振动 五 简谐运动与匀速圆周运动的关系 思考 1 简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗 2 由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动 a 匀变速运动b 匀速直线运动c 变加速运动d 匀加速直线运动 小结 1 机械振动 物体在平衡位置 中心位置 两侧附近所做往复运动 通常简称为振动 平衡位置 振子原来静止时的位置2 弹簧振子理性化模型 不计阻力 弹簧的质量与小球相比可以忽略 3 简谐运动 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 1 质点离开平衡位置的最大位移 2 2s末 4s末 8s 10s末质点位置在哪里 3 2s末 6s末质点朝哪个方向运动 4 质点在6s末 14s末的位移是多少 5 质点在4s 16s内通过的路程分别是多少 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 0 5s时和1 5s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 课堂训练 2 某弹簧振子的振动图象如图所示 根据图象判断 下列说法正确的是 a 第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反b 第2s末振子相对于平衡位置的位移为 20cmc 第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同 但瞬时速度方向相反d 第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同 瞬时速度方向相反 d 例题1 一水平弹簧振子做简谐运动 则下列说法中正确的是 a 若位移为负值 则速度一定为正值 加速度也一定为正值b 振子每次通过平衡位置时 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 速度也一定相同d 振子每次通过同一位移时 其速度不一定相同 但加速度一定相同 d 如图所示是质