物理：11.1简谐运动新人教版 选修3-4ppt课件.ppt

高中物理新人教版选修 4系列课件 11 1 简谐运动 教学目标 1 知识与技能 1 了解什么是机械振动 2 掌握简谐运动回复力的特征 3 掌握从图形图象分析简谐振动位移随时间变化的规律 4 通过观察演示实验及课件 总结概括出弹簧振子运动的特征 培养学生的观察 概括能力 通过相关物理量变化规律的学习 培养分析 推理能力 2 过程与方法 渗透物理学方法的教育 运用理想化方法 突出主要因素 忽略次要因素 抽象出物理模型 弹簧振子 研究弹簧振子在理想条件下的振动 探究式教学法 3 情感态度与价值观 通过对简谐运动的分析 使学生知道各物理量之间的普遍联系 二 教学重点难点1 重点 1 什么是简谐运动 2 简谐运动过程中的位移 回复力 加速度和速度的变化规律 3 简谐运动中回复力的特点 2 难点 物体做简谐运动过程中的位移 回复力 加速度 速度的变化规律 三 教具与多媒体 钢板尺 铁架台 单摆 竖直弹簧振子 皮筋球 气垫弹簧振子 微型气源 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 匀变速直线运动 1 定义法 沿着一条直线运动 且加速度不变的运动 2 图象法 x t图象 v t图象3 公式法 速度公式 位移公式 MainIdea 运动的共同特点 一 机械振动 2 特点 1 平衡位置振动停止时物体所在的位置 对称性 2 往复运动 周期性 物体在平衡位置附近的往复运动 1 定义 例题1 下列运动中属于机械振动的有 A 树枝在风的作用下的运动B 竖直向上抛出的物体的运动C 说话时声带的振动D 爆炸声引起的窗扇的运动 你能再举出一些例子吗 ACD 条件 理想化 小球看成质点 忽略弹簧质量 忽略摩擦力 思考 振子的运动是怎样一种运动呢 二 弹簧振子 定义 小球和弹簧所组成的系统 理想化模型 弹簧 小球 三 振动图像 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 振动图像 位移 时间图象 三 振动图像 位移 时间图象 第一个1 2周期 第二个1 2周期 1 描点法 2 画法 如何改进 如图是弹簧振子的频闪照片 频闪仪每隔 s闪光一次 闪光的瞬间振子被照亮 拍摄时底片从下向上 运动 因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像 相邻两个像之间相隔 s 2 记录法 类似应用 绘制地震曲线的装置 3 验证 方法一验证法 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 结论 弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线 四 简谐运动 1 定义 质点的位移随时间按正弦规律变化的振动 如 弹簧振子的运动等 简谐运动是最简单 最基本的振动 2 振动图象 x t图象 横坐标 时间 纵坐标 偏离平衡位置的位移 四 简谐运动 振动图象是一条正弦曲线 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 3 位移 速度特点 例题2 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 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 练习 五 简谐运动与匀速圆周运动的关系 一 机械振动 1 定义 物体在平衡位置附近所做的往复运动 2 特点 对称性 周期性 二 弹簧振子模型 1 小球看成质点 2 忽略弹簧质量 3 忽略摩擦力 四 简谐运动 1 定义 质点的位移随时间按正弦规律变化的振动 2