【课件】简谐运动+课件高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第二章

机械振动第一节

简谐振动复习回顾高中阶段我们学过的运动形式有哪些？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观察以下运动，这些运动的共同特点是什么？课堂探究结论：物体在某位置附近做往复的周期性运动1.定义：物体（或者物体的一部分）在某一中心位置（或平衡位置）两侧所做的往复运动叫做机械振动，简称振动。2、特点：（1）有一个平衡位置；（2）具有往复性、周期性。3、平衡位置的特点：平衡位置物体的合力为零，即最终静止时的位置。中心位置的特点：轨迹关于中心位置左右对称。一、机械振动判断下列运动是否属于机械振动？【总结】有平衡位置，有周期性、往复性。单摆来回摆动水中浮标上下浮动琴弦的抖动一、机械振动1.概念：小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，其中的小球称做振子。【说明】(1)把小球被看成质点，弹簧振子是理想化模型；(2)弹簧的质量与小球相比可以＿＿；(3)弹簧的形变在＿＿＿＿内。忽略弹性限度二、认识简谐运动实验探究——弹簧振子OABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOABCDOBCDAxxxxxxFFFFFF二、认识简谐运动实验探究——弹簧振子物体做机械振动时，所受的合力有什么特点？合力方向始终跟振子偏离平衡位置的位移方向相反合力方向始终指向平衡位置二、认识简谐运动2.回复力：这个力跟振子偏离平衡位置O的位移方向相反，总指向平衡位置，它的作用是使振子能返回平衡位置，这样的力叫做回复力。弹簧振子的回复力大小：OABCDOABCDxxFF回复力方向：跟振子偏离平衡位置O的位移方向相反实验探究——弹簧振子3.简谐运动：物体在回复力作用下的机械振动，叫简谐运动。

【说明1】对一般的简谐运动，由于回复力不一定是弹簧的弹力，所以k不一定是＿＿＿＿而是回复力与位移的＿＿＿＿。

【说明2】回复力是按力的＿＿＿＿命名的。①回复力可以是弹力，也可以是其它力;②回复力可以是某一个力，或几个力的合力，或者某个力的分力。比例系数作用效果劲度系数二、认识简谐运动在平衡位置时，有在c点弹力大小振子受的合力解：取竖直向下为正方向，如图所示，【例题】如图所示，弹簧劲度系数为k，在弹簧下端挂一个重物，质量为m，重物静止.在竖直方向将重物下拉一段距离(没超过弹簧弹性限度)，然后无初速度释放，重物在竖直方向上下振动(不计空气阻力)。试分析该重物是否做简谐运动？二、认识简谐运动分析以下简谐运动的回复力水平弹簧振子竖直弹簧振子单摆描绘弹簧振子的运动图像三、简谐运动的图像1.全振动：如右图，振子经历B→O→B’→O→B路径的一个完整振动过程叫一次全振动。

三、简谐运动的图像2.简谐运动的特点：①每个全振动中振子偏离平衡位置的最大距离不变；②每个全振动需要的时间都不变；③振子的位移—时间函数为正弦或余弦函数。3.振幅：物体振动时离开平衡位置的＿＿＿＿叫做振动的振幅。4.周期：物体完成＿＿＿＿＿所需要的时间叫做振动的周期，用

T表示。5.频率：物体在一段时间内全振动的＿＿与所用＿＿之比叫做振动的频率，用

f表示。【说明】对一般的周期与频率之间的关系是＿＿＿＿。最大距离一次全振动次数时间三、简谐运动的图像归纳：从简谐振动图像中看到的量

①任意时刻对平衡位置的位移或位移对应的时刻②振动周期T，振幅A③任意时刻回复力和加速度的方向

④任意时刻的速度方向（看下一时刻的位置）三、简谐运动的图像1．下列运动中不属于机械振动的是()A．树枝在风的作用下运动B．竖直向上抛出的物体的运动C．说话时声带的运动D．爆炸声引起窗扇的运动B随堂练习2．如图所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定在天花板上，它们组成一个振动的系统。开始时钢球静止，现用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动起来，下列说法正确的是()A.钢球运动的最低处为平衡位置B.钢球运动的最高处为平衡位置C.钢球处于原长的位置为平衡位置D.钢球原来静止的位置为平衡位置D随堂练习3．(多选)如图甲所示，一弹簧振子在A、B间振动，取向右为正方向，振子经过O点时开始计时，其振动的x­t图像如图乙所示。则下列说法中正确的是(

)A．t2时刻振子在A点B．t2时刻振子在B点C．在t1～t2时间内，振子的位移在增大D．在t3～t4时间内，振子的位移在减小AC随堂练习4．(多选)如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法中正确的是(

)A．由P→Q位移在增大B．由P→Q速度在增大C．由M→N位移先减小后增大D．由M→N位移始终减小AC随堂练习5．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1050-5-10t/sx/cm123456AB随堂练习6.将弹簧振子从平衡位置下拉一段距离Δx，静止释放后振子在A、B间振动，且AB＝20cm，振子由A首次到B的时间为0.1s，求：(1)振子振动的振幅、周期和频率；(2)振子由A首次到O的时间；(3)振子在5s内通过的路程及偏离平衡位置的位移大小.随堂练习随堂练习(2)根据简谐运动的对称性可知，振子由A首次到O的时间与振子由O首次到B的时间相等，均为0.05s.(3)设弹簧振子的振幅为A，