高中物理：第十一章第一节简谐运动课件新人教版选修3

机械振动 第一节简谐运动 淳安县汾口中学高二物理备课组 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 例如 钟摆的摆动 水中浮漂的上下浮动 担物行走时扁担下物体的颤动 树梢在微风中的摇摆 一 机械振动 物体在平衡位置两侧所做的往复运动 就叫做机械振动 通常简称振动 这些物体的运动有什么共同特点 有一个中心位置 平衡位置 振动停止时物体所在的位置 往复性 例题 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 2 理想化处理 忽略摩擦力 忽略弹簧质量 小球看成质点 思考 振子的运动是怎样一种运动呢 二 弹簧振子 1 概念 小球和弹簧所组成的系统的名称 有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子 理想化模型 3 振子位移随时间的变化图象 注意 振动物体的位移x都是相对于平衡位置的位移如图所示 是振子在A B位置的位移xA和xB 通常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 第一个1 2周期 第二个1 2周期 1 描点法 坐标原点O 平衡位置 横坐标 振动时间t 纵坐标 振子相对于平衡位置的位移 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 如何改进 你还能想到类似方法吗 类似应用 2 DIS演示弹簧振子的振动图象 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 三 简谐运动 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 弹簧振子的运动等 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 思考 1 简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗 例题 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 巩固练习 四 简谐运动与匀速圆周运动的关系 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 弹簧振子理想化模型 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 作业 问题与练习3 4