物理：11.1简谐运动新人教版 选修3-4

1、编辑课件高中物理新人教版选修- 4系列课件编辑课件11.1简谐运动编辑课件教学目标教学目标 1知识与技能：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：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。 探究式教学法编辑课件 3情感态度与价值观：情感态度与价值观： 通过对简谐运

2、动的分析，使学生知道各物理量之间的普遍联系. 二教学重点二教学重点 难点难点 1重点：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：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：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、微型气源编辑课件复习回顾复习回顾高中阶段我们学过的高中阶段我们学过的运动形式运动形式有哪些有哪些? ?提示：按运动轨迹分类提示：按运动轨迹分类直线运动直线运动曲线运动曲线运动匀速直线运动匀速直线运动变速直线运动变速直线

3、运动匀变速直线运动匀变速直线运动变加速直线运动变加速直线运动抛体运动抛体运动圆周运动圆周运动平抛运动平抛运动斜抛运动斜抛运动匀速圆周运动匀速圆周运动变速圆周运动变速圆周运动编辑课件匀变速直线运动匀变速直线运动1、定义法：、定义法：沿着一条沿着一条直线直线运动，运动， 且且加速度不变加速度不变的运动。的运动。 2、图象法：、图象法：x-t图象、图象、v-t图象图象 3、公式法：、公式法：速度公式、位移公式速度公式、位移公式编辑课件编辑课件编辑课件编辑课件Main Idea编辑课件编辑课件运动的共同特点编辑课件一、机械振动一、机械振动2.特点特点:(1)平衡位置平衡位置振动停止时物体所在的位振动停

4、止时物体所在的位置置.-“对称性对称性”(2)往复运动往复运动 -“周期性周期性” 物体在平衡位置附近的往复运物体在平衡位置附近的往复运动动1.定义定义:编辑课件例题例题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？你能再举出一些例子吗？ACD编辑课件编辑课件编辑课件编辑课件编辑课件 条件条件(理想化理想化) ： 小球看成质点小球看成质点 忽略弹簧质量忽略弹簧质量 忽略摩擦力忽略摩擦力 思考：思考：振子的运动是怎样一种运动呢？振子的运动是怎样一种运动呢？二、弹簧振子二、弹簧振子定

5、义定义:小球和弹簧所组成的系统小球和弹簧所组成的系统.理想化模型理想化模型弹簧弹簧+ +小球小球编辑课件三、振动图像三、振动图像(位移位移-时间图象时间图象)1、位移、位移x:振动物体的位移振动物体的位移x用从用从平衡位平衡位置置指向物体所在位置的有向线段表示指向物体所在位置的有向线段表示. 如图示，是振子在如图示，是振子在A、B位置的位移位置的位移xA和和xB 编辑课件坐标原点坐标原点0平衡位置平衡位置横坐标横坐标t振动时间振动时间纵坐标纵坐标x振子偏离平衡位置的位移振子偏离平衡位置的位移规定在规定在0点右边时位移为正，左边时位移为负点右边时位移为正，左边时位移为负.2、画法、画法:三、振动

6、图像三、振动图像(位移位移-时间图象时间图象)编辑课件三、振动图像三、振动图像(位移位移-时间图象时间图象)编辑课件第一个第一个1/2周期：周期： 时间时间t(s)0t02t03t04t05t06t0位移位移x(cm）-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0第二个第二个1/2周期：周期：时间时间t(s)6t07t08t09t010t011t012t0位移位移x(cm)20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.0(1)描点法描点法2、画法、画法:编辑课件如如何何改改进？进？编辑课件如图是弹簧振子的如图是弹簧振子的频闪频闪照片照片，频闪仪每隔，频闪仪每隔_s闪光

7、一次，闪光的瞬间闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，拍摄时底振子被照亮，拍摄时底片从下向上片从下向上_运动，因运动，因此在底片上留下了小球此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像，和弹簧的一系列的像，相邻两个像之间相隔相邻两个像之间相隔_s。 编辑课件(2)记记录录法法编辑课件编辑课件类似应用类似应用绘制地震曲线的装置绘制地震曲线的装置编辑课件 我们所得到的小球运动我们所得到的小球运动的的xt图象很像正弦曲线，图象很像正弦曲线，是不是这样呢？你用什么方是不是这样呢？你用什么方法来检验？法来检验？思考思考3、验证、验证:编辑课件方法一方法一 验证法验证法: 假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它的振幅和假定

8、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，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。看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。 方法二方法二 拟合法拟合法: :在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，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

9、一个周期性函数拟合这条曲线，看一看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弹簧振子的位移时间的关系可以用什么函数表示。时间的关系可以用什么函数表示。编辑课件结论：结论：弹簧振子的振动图像弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线是一条正弦曲线.编辑课件 四、简谐运动四、简谐运动1、定义：、定义： 质点的位移随时间按质点的位移随时间按正弦规律正弦规律变化的振动变化的振动.如：弹簧振子的运动等。如：弹簧振子的运动等。编辑课件编辑课件简谐运动是最简单、最基本的振动。简谐运动是最简单、最基本的振动。 编辑课件2、振动图象、振动图象(x-t图象图象)横坐标横坐标时间；纵坐标时间；纵坐标偏离平衡位

10、置的位移偏离平衡位置的位移 四、简谐运动四、简谐运动振动图象是一条正弦曲线振动图象是一条正弦曲线. .编辑课件思考思考1、简谐运动的图象就是物体的、简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？运动轨迹吗？2、由简谐运动的图象判断简谐、由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？运动属于下列哪一种运动？A、匀变速运动、匀变速运动 B、匀速直线运动、匀速直线运动 C、变加速运动、变加速运动 D、匀加速直线运动、匀加速直线运动 编辑课件编辑课件3. 位移、速度特点位移、速度特点位移：位移：方向始终背离平衡位置，每经过平衡位方向始终背离平衡位置，每经过平衡位置位移方向发生改变；远离平衡位置时置位移方向发生

11、改变；远离平衡位置时位移增大，靠近平衡位置时位移减小。位移增大，靠近平衡位置时位移减小。速度：速度：每经过最大距离处速度方向发生改变，远每经过最大距离处速度方向发生改变，远离平衡位置（位移增大）时速度方向和位离平衡位置（位移增大）时速度方向和位移方向相同，靠近平衡位置（位移减小）移方向相同，靠近平衡位置（位移减小）时速度方向和位移方向相反。时速度方向和位移方向相反。编辑课件例题例题2：某一弹簧振子的振动图象如图所示，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（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、振子偏离平衡位置的最大距离为10cmB、1s到到2

12、s的时间内振子向平衡位置运动的时间内振子向平衡位置运动C、2s时和时和3s时振子的位移相等，运动方向也相时振子的位移相等，运动方向也相同同D、振子在、振子在2s内完成一次往复性运动内完成一次往复性运动1050-5-10t/sx/cm1 2 3 4 5 6AB编辑课件某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。下列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（说法正确的是（ ）A、第、第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反B、第、第2s末振子相对于平衡位置的位移为末振子相对于平衡位置的位移为-20cmC、第、第2s末和第末和第3s末

13、振子相对于平衡位置的位移均相同，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但瞬时速度方向相反D、第、第1s内和第内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相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。同，瞬时速度方向相反。 20-20t/sx/cm0 1 2 3 4 5 6D练习练习编辑课件五、简谐运动与匀速圆周运动五、简谐运动与匀速圆周运动的关系的关系编辑课件一、机械振动：一、机械振动： 1.定义定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动物体在平衡位置附近所做的往复运动. 2.特特点点: 对称性对称性; 周期性周期性.二、弹簧振子模型：二、弹簧振子模型： 1.小球看成质点小球看成质点; 2.忽略弹簧质量忽略弹簧质量; 3.忽略摩擦力忽略摩擦力.四、