学粤教版选修34 1.1初识简谐运动 课件（1）（30张）.ppt

第一节初识简谐运动 思考1 我们以前学过哪些运动形式 力的大小方向恒定 匀变速直线运动 力的大小恒定方向变化 匀速圆周运动 思考2 如果加速度大小和方向都改变 那么物体会做什么运动呢 物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动 简称振动 一 机械振动 1 围绕着 中心 位置 2 往复 运动 这些运动的共同特点是什么 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 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 二 弹簧振子 理想化模型 o 二 弹簧振子 理想化模型 思考 振子的运动是怎样一种运动呢 振子受力 如右图所示 竖直方向 重力g和支持力n平衡 水平方向 只受弹簧的弹力f f的方向指向平衡位置 力的大小是变化的 3 什么叫简谐振动 o 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比 并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动 叫做简谐振动 f回 kx 此式是简谐振动的唯一判据 3 什么叫简谐振动 说明 1 回复力是产生振动的必要条件之一 2 回复力的方向总是指向平衡位置 它可以是一个力 如弹簧振子的弹力 也可以是几个力的合力 如竖直弹簧振子 还可以是某个力的分力 如单摆 振动过程的分析 简谐振动过程中 振子的位移 回复力 速度 和加速度 都随时间作周期性变化 1 位移 回复力 加速度与速度 规定向右为正 减小 减小 减小 增大 增大 增大 增大 减小 减小 减小 减小 增大 增大 增大 增大 减小 3 描述简谐振动的概念 理解注意 2 f回 kx 回复力与位移的方向总相反 3 加速度与回复力的变化情况完全同步 4 速度与位移的方向没有必然联系 速度大小与加速度的变化情况完全相反 1 位移规定平衡位置为位移起点 o 思考弹簧振子的运动过程中能量的变化 振子的位移x都是相对于平衡位置的位移 以平衡位置为坐标原点o 沿振动方向建立坐标轴 规定在o点右边时位移为正 在左边时位移为负 三 弹簧振子的位移 时间图象 o 研究弹簧振子的运动 1 频闪照相 图像绘制方法 三 弹簧振子的位移 时间图象 思考 如何理解这就是振子的位移时间图象 也可以用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像 得到分帧照片 依次排列得到图象 做一做 2 用运动传感器测量垂直悬挂弹簧振子的运动 三 弹簧振子的位移 时间图象 三 弹簧振子的位移 时间图象 也可用位移传感器和计算机描绘 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 二 弹簧振子的位移 时间图象 多媒体实验室 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 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 拓展旋转矢量 动画演示 简谐与圆周运动等效 用旋转矢量图画简谐运动的图 二 弹簧振子的位移 时间图象 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 简谐运动是最简单 最基本的运动 例如 弹簧振子的运动就是简谐运动 三 简谐运动及其图象 2 简谐运动的图象 关于简谐运动下列说法正确的是 a 简谐运动一定是水平方向的运动 b 所有的振动都可以看成简谐运动 课堂练习 c 物体做简谐运动时的运动轨迹一定是正弦曲线 d 只要振动图象是正弦曲线 物体一定做简谐运动 d 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 课堂练习 d 课堂练习 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 1 质点离开平衡位置的最大位移 2 1s末 4s末 10s末质点位置在哪里 3 1s末 6s末质点朝哪个方向运动 课堂练习 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 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