机械振动+简谐运动

1、声带的振动可使我们通过语言交流思想感情，钟摆声带的振动可使我们通过语言交流思想感情，钟摆的运动给人们提供了一种计时的方法，共振筛的运用提的运动给人们提供了一种计时的方法，共振筛的运用提高了人们的劳动效率，车厢与车轴间的减振板使车辆的高了人们的劳动效率，车厢与车轴间的减振板使车辆的运动更加平稳，地震则可能给人类带来巨大的灾难振运动更加平稳，地震则可能给人类带来巨大的灾难振动是一把双刃剑，由此可见学习机械振动的重要性。振动是一把双刃剑，由此可见学习机械振动的重要性。振动是一种运动的形式，并不仅仅局限于力学，在电学中动是一种运动的形式，并不仅仅局限于力学，在电学中同样有它的身影，这在同样有它的身影，

2、这在32教材中已经有过体会，通过教材中已经有过体会，通过本章的学习你将融会贯通本章的学习你将融会贯通机械运动的形式是多种多样的，有平动、转动、振机械运动的形式是多种多样的，有平动、转动、振动、波动等多种本章主要学习振动中运动规律最简单、动、波动等多种本章主要学习振动中运动规律最简单、最基本的一种最基本的一种简谐运动教材重点研究了两个特例：简谐运动教材重点研究了两个特例：弹簧振子和单摆弹簧振子和单摆 学习本章内容，要求理解振动中相位、回复力、位学习本章内容，要求理解振动中相位、回复力、位移、振幅、周期、频率等概念；掌握简谐运动的数学表移、振幅、周期、频率等概念；掌握简谐运动的数学表达式及特点，并

3、能从简谐运动图象中判断做简谐运动物达式及特点，并能从简谐运动图象中判断做简谐运动物体的速度、加速度、回复力方向，能判断做简谐运动物体的速度、加速度、回复力方向，能判断做简谐运动物体回复力的来源，并能从能量转化角度认识简谐运动、体回复力的来源，并能从能量转化角度认识简谐运动、阻尼振动和受迫振动；明确单摆在摆角很小条件下做简阻尼振动和受迫振动；明确单摆在摆角很小条件下做简谐运动；掌握单摆周期公式及用单摆测重力加速度的方谐运动；掌握单摆周期公式及用单摆测重力加速度的方法法. 第第 一一 节节 简简 谐谐 运运 动动自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课

4、堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验3知道弹簧振子的位移知道弹簧振子的位移时间图像的形状，并理解时间图像的形状，并理解图像的物理意义图像的物理意义4经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图像描绘运动的方法悟用图像描绘运动的方法自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体

5、验平衡位置平衡位置 往复往复 机械振动机械振动 系统系统 自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验振动振动 平衡位置平衡位置 往复往复 简谐运动简谐运动 自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作

6、业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验2判断一个实际系统能否看成弹簧振子的方法判断一个实际系统能否看成弹簧振子的方法(1)质量方面：弹簧质量比小球质量小得多，可以认质量方面：弹簧质量比小球质量小得多，可以认为质量只集中于振子为质量只集中于振子(小球小球)(2)体积方面：弹簧振子中与弹簧相连的

7、小球的体积体积方面：弹簧振子中与弹簧相连的小球的体积要足够小，可以认为小球是一个质点要足够小，可以认为小球是一个质点自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验(3)阻力方面：在振子振动过程中，忽略弹簧与小球阻力方面：在振子振动过程中，忽略弹簧与小球受到的各种阻力受到的各种阻力(4)弹性限度方面：振子从平衡位置拉开的位移在弹弹性限度方面：振子从平衡位置拉开的位移在弹簧的弹性限度内簧的弹性限度内自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验3平衡位置：小球原来静止的位置为平衡位置平衡位置：小球原来静止的位置为平衡位置4机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运

8、动，机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动叫做机械振动自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验例例1 (2011吴江高二检测吴江高二检测)一弹簧振子做简谐运动，一弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值一定为正值B振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验C振子每次经过平衡位置时，加速度相同，速度振子每次经过平衡位置时，加速度相同，速度也一定

9、相同也一定相同D振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同但加速度一定相同自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验答案答案D 自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验解析解析做简谐运动的物体向平衡位置运动的过程做简谐运动的物体向平衡位置运动的过程中位移减小，速度增大，二者方向相反；远离平衡位置中位移减小，速度增大，二者方向相反；远离平衡位置时位移增大，速度减小，二

10、者方向相同时位移增大，速度减小，二者方向相同答案答案位移减小，速度增大，方向相反位移增位移减小，速度增大，方向相反位移增大，速度减小，方向相同大，速度减小，方向相同自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验(2)图象意义：反映了振动物体相对于平衡位置的位图象意义：反映了振动物体相对于平衡位置的位移移x随时间随时间t变化的规律变化的规律自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验名师提醒名师提醒(1)判断某一时刻质点的振动方向：

11、判判断某一时刻质点的振动方向：判断该时刻的下一时刻质点的位置是远离还是靠近平衡位断该时刻的下一时刻质点的位置是远离还是靠近平衡位置，若远离，该时刻质点向最大位移处振动；若靠近，置，若远离，该时刻质点向最大位移处振动；若靠近，该时刻质点向平衡位置振动如下图中该时刻质点向平衡位置振动如下图中a点，下一时刻点，下一时刻离平衡位置更远，故离平衡位置更远，故t1时刻质点离开平衡位置向正的最时刻质点离开平衡位置向正的最大位移处振动大位移处振动自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验(2)判断某一时刻质点的速度、加速度、

12、位移变化情判断某一时刻质点的速度、加速度、位移变化情况：判断该时刻的下一时刻质点的位置是远离还是靠近况：判断该时刻的下一时刻质点的位置是远离还是靠近平衡位置，再结合知识点平衡位置，再结合知识点2中中(1)(2)(3)得出结论如上图得出结论如上图中中b点，质点从正位移向着平衡位置运动，则速度为负点，质点从正位移向着平衡位置运动，则速度为负且增大，且增大，b、c两点加速度等大反向两点加速度等大反向自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验振子的运动振子的运动位移位移加速度加速度速度速度OB增大，方增大，方向向右向

13、向右增大，方增大，方向向左向向左减小，方减小，方向向右向向右B最大最大最大最大0BO减小，方减小，方向向右向向右减小，方减小，方向向左向向左增大，方增大，方向向左向向左自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验振子的运动振子的运动位移位移加速度加速度速度速度O00最大最大OC增大，方增大，方向向左向向左增大，方增大，方向向右向向右减小，方减小，方向向左向向左C最大最大最大最大0CO减小，方减小，方向向左向向左减小，方减小，方向向右向向右增大，方增大，方向向右向向右自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验名师提醒名师提醒(1)位移的规定：简谐运动中的

14、位移是位移的规定：简谐运动中的位移是从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段，在振从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段，在振动中，不管振动质点初始时刻的位置在哪儿，振动中的动中，不管振动质点初始时刻的位置在哪儿，振动中的位移都是从平衡位置开始指向振子所在的位置这与一位移都是从平衡位置开始指向振子所在的位置这与一般运动中的位移不同，一般运动中的位移都是由初位置般运动中的位移不同，一般运动中的位移都是由初位置指向末位置指向末位置自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验(2)位移的方向：简谐运动中的位移也是矢量，规定位移的方向：简谐运动中的位移也是矢量，规定正方向后，

15、若振动质点偏离位置的位移与规定的正方向正方向后，若振动质点偏离位置的位移与规定的正方向相同，位移为正，与规定的正方向相反，位移为负相同，位移为正，与规定的正方向相反，位移为负自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验例例2 弹簧振子做简谐运动的振动图象如图所示，弹簧振子做简谐运动的振动图象如图所示，则则()自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验At0时，质点位移为零，速度为零，加速度为零时，质点位移为零，速度为零，加速度为零Bt1s时，质点位移最大，速度为零，加速度最时，质点位移最大，速度为零，加速度最大大Ct1和和t2时刻振子具有相同的速度时刻

16、振子具有相同的速度Dt3和和t4时刻振子具有相同的加速度时刻振子具有相同的加速度自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验解析解析t0时刻，振子位于平衡位置时刻，振子位于平衡位置O，位移为零，位移为零，加速度为零，但速度为最大值，选项加速度为零，但速度为最大值，选项A错误；错误；t1s时，时，振子位于正向最大位移处，位移最大，加速度最大，而振子位于正向最大位移处，位移最大，加速度最大，而速度为零，选项速度为零，选项B正确；正确；t1和和t2时刻振子同位于正向某处，时刻振子同位于正向某处，t1时刻是经此点向正方向运动，时刻是经此点向正方向运动，t2时刻回到此点向负方向时刻回

17、到此点向负方向运动，两时刻速度大小相等，但方向相反，所运动，两时刻速度大小相等，但方向相反，所自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验以速度不相同，选项以速度不相同，选项C错误；错误；t3和和t4时刻振子位移相同，时刻振子位移相同，即处在同一位置，因此有大小相等，方向相同的加速度，即处在同一位置，因此有大小相等，方向相同的加速度，选项选项D正确正确 答案答案BD自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验方法规律方法规律欲判定某时刻质点的振动方向，只须欲判定某时刻质点的振动方向，只须比较此时刻与下一时刻位移的大小若位移变大，说明比较此时刻与下一时刻位

18、移的大小若位移变大，说明振子远离平衡位置，若位移变小，则说明振子正向平衡振子远离平衡位置，若位移变小，则说明振子正向平衡位置运动位置运动自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验(1)从计时开始经过多长时间位移第一次达到最大？从计时开始经过多长时间位移第一次达到最大？(2)在第在第2s末到第末到第3s末这段时间内弹簧振子的加速度、末这段时间内弹簧振子的加速度、速度、位移各是怎样变化的？速度、位移各是怎样变化的？答案答案(1)1s(2)加速度、位移均增大，速度减小加速度、位移均增大，速度减小自主预习自主预习互动

19、课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验(1)时间对称时间对称tOBtBOtOAtAO，tODtDOtOCtCO，tDBtBDtACtCA.(2)速度对称速度对称物体连续两次经过同一点物体连续两次经过同一点(如如D点点)的速度大小相等，的速度大小相等，方向相反方向相反物体经过关于物体经过关于O点对称的两点点对称的两点(如如C点和点和D点点)的速度的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反大小相等，方向可能相同，也可能相反自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作

20、业成功体验成功体验例例3 以弹簧振子为例，物体做简谐运动的过程中，以弹簧振子为例，物体做简谐运动的过程中，有两点有两点A、A关于平衡位置对称则物体关于平衡位置对称则物体()A在在A点和点和A点的位移相同点的位移相同B在两点处的速度可能相同在两点处的速度可能相同C在两点处的加速度可能相同在两点处的加速度可能相同D在两点处的动能一定相同在两点处的动能一定相同自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验解析解析由于由于A、A关于平衡位置对称，所以物体在关于平衡位置对称，所以物体在A、A点时位移大小相等方向相反，速率一定相同，但点时位移大小相等方向相反，速率一定相同，但速度方向可能

21、相同也可能相反，加速度一定大小相等方速度方向可能相同也可能相反，加速度一定大小相等方向相反，动能一定相同正确选项为向相反，动能一定相同正确选项为B、D.答案答案BD方法规律方法规律加速度的大小与位移成正比、方向与加速度的大小与位移成正比、方向与位移相反位移相反自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验答案答案B 自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验( (对应学生用书对应学生用书3 3页页) ) 自主预习自主预习互动课堂

22、互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验C机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大也越大D机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移远时的位移错因分析错因分析机械振动的位移不是初位置到末位置机械振动的位移不是初位置到末位置的有向线段，而是从平衡位置指向振子所在位置的有向的有向线段，而是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段线段自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验正确解答正确解答平衡位置是物体可以静止的位置，所平衡位置是物体可以静止的位置，所以应与受力有关，与是否为振动范围的中

23、心位置无关，以应与受力有关，与是否为振动范围的中心位置无关，所以选项所以选项A不正确；振动位移是以平衡位置为起点，到不正确；振动位移是以平衡位置为起点，到质点所在位置的有向线段，振动位移随时间而变化，振质点所在位置的有向线段，振动位移随时间而变化，振子偏离平衡位置最远时，振动位移最大，所以子偏离平衡位置最远时，振动位移最大，所以C、D选选项不正确，只有选项项不正确，只有选项B正确答案为正确答案为B.自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验解析解

24、析本题易造成错选的原因就在于对本节中位本题易造成错选的原因就在于对本节中位移的概念把握不准，以及忽视位移的参考点本题中位移的概念把握不准，以及忽视位移的参考点本题中位移的参考点应是移的参考点应是O点，所以点，所以C，D错误由于振子在错误由于振子在O点点的右侧由的右侧由A向向O运动，所以振子的位移方向向右，运动运动，所以振子的位移方向向右，运动方向向左，位移的大小在不断减小，故正确答案为方向向左，位移的大小在不断减小，故正确答案为AB. 答案答案AB自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验1下列说法中正确的是

25、下列说法中正确的是()A弹簧振子的运动可看作简谐运动弹簧振子的运动可看作简谐运动B简谐运动就是指弹簧振子的运动简谐运动就是指弹簧振子的运动C简谐运动是匀变速运动简谐运动是匀变速运动D简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种答案答案AD( (对应学生用书对应学生用书4 4页页) ) 自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验2弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中向平衡位置运动的过程中()A振子的位移逐渐减小振子的位移逐渐减小 B振子的位移逐渐增大振子的位移逐渐增大C

26、振子的速度逐渐减小振子的速度逐渐减小 D振子的加速度逐渐减小振子的加速度逐渐减小自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验解析解析振子向平衡位置振动的过程中，位移在减振子向平衡位置振动的过程中，位移在减小，小，A对对B错，速度在增大错，速度在增大C错，加速度在减小，错，加速度在减小，D对对答案答案AD自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验3做简谐运动的质点通过平衡位置时，具有最大值做简谐运动的质点通过平衡位置时，具有最大值的物理量是的物理量是()A加速度加速度B速度速度C位移位移 D动能动能答案答案BD自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时

27、作业成功体验成功体验4(2011湖北高二检测湖北高二检测)如下图所示是一水平弹簧振如下图所示是一水平弹簧振子做简谐运动的振动图象子做简谐运动的振动图象(xt图图)由图可推断，振动由图可推断，振动系统系统()自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验A在在t1和和t3时刻具有相同的速度时刻具有相同的速度B在在t3和和t4时刻具有相同的速度时刻具有相同的速度C在在t4和和t6时刻具有相同的位移时刻具有相同的位移D在在t1和和t6时刻具有相同的速度时刻具有相同的速度解析解析t1和和t3时刻速度大小相同，方向相反，故时刻速度大小相同，方向相反，故A错错答案答案BCD自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验( (对应学生用书对应学生用书4 4页页) ) 自主预习自主预习互动课堂互动课堂课时作业课时作业成功体验成功体验 振动着的翅膀事实上就是振动着的膜片，而我们知振动着的翅膀事实上就是振动着的膜片，而我们知道，所有振动得足够频繁的膜片道，所有振动得足够频繁的膜片(每秒钟振动数超过每秒钟振动数超