11.1【原创课件】物理：11.1《简谐运动》课件(新人教版选修3-4)

简谐运动 第十一章机械振动 从运动学的角度定义简谐运动 1 学生对各种类别运动的认识 先认识运动学特点 再了解动力学条件 2 新教材关于简谐运动定义的教学线索 定性描述振动 介绍弹簧振子 实验作出弹簧振子的位移 时间图象 分析弹簧振子的位移 时间图象是正弦曲线 定义简谐运动 科学漫步 匀速圆周运动质点投影的运动是简谐运动 加速度大小方向都不变的匀变速直线运动 自由落体运动 思考1 我们以前学过哪些运动形式 加速度大小方向都不变的匀变速曲线运动 平抛运动 加速度大小不变方向改变的变加速曲线运动 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 观察 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 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 一 弹簧振子 理想化模型 O 一 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 二 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 二 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 二 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 三 弹簧振子的位移 时间图象 记录法描图 swf 多媒体实验室 教学录像 简谐运动图像的应用 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 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 二 弹簧振子的位移 时间图象 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 如 弹簧振子的运动 简谐运动是最简单 最基本的振动 2 简谐运动的图象 横坐标 时间 纵坐标 偏离平衡位置的位移 三 简谐运动及其图象 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 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