2023学年完整公开课版《简谐运动》

第十一章第一节简谐运动新人教版选修3-4

高二物理备课组主编崔海军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）1.举出一些类似于小球运动的实例!2.这些运动有哪些特点？3.这些物体为什么会做这样的运动？观察思考：一、机械振动（1）围绕着“中心”位置（2）“往复”运动共同特点是什么？（3）往复运动在“中心”位置两侧对称——平衡位置机械振动——物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动，简称振动

1.篮球运动员在地上拍球时，篮球会上下跳动，篮球的这种运动是否是机械振动？3.如何确定物体的平衡位置？思考：2.物体满足怎样的条件才能做机械振动？回复力——在运动过程中物体所受合力始终指向平衡位置，正是由于受到了这样的力的作用，才能做这种周期性的往复运动。把具有这种特征的力叫回复力。

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：二、弹簧振子——理想化模型O二、弹簧振子——理想化模型思考：振子的运动是怎样一种运动呢？符合怎样的规律呢？O沿振动方向建立坐标轴x，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，规定在O点右边时位移为正，在左边时位移为负。三、弹簧振子的位移—时间图象O研究弹簧振子的运动xxxtx（1）、频闪照相图像绘制方法三、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三、弹簧振子的位移—时间图象

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)、描图记录法二、弹簧振子的位移—时间图象多媒体实验室体验：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，观察得到的图象三、弹簧振子的位移—时间图象

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

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。简谐运动是最简单、最基本的运动。例如：弹簧振子的运动就是简谐运动。三、简谐运动及其图象2、简谐运动的图象txo思考：x——t图像是质点的运动轨迹吗？图像的物理意义即描述的是什么？从图中可以看出简谐运动具有什么性质？课后作业：描述弹簧振子从平衡位置O向两个最大位移A和B处运动过程中，振子的速度、加速度、位移和能量的变化过程！周期性和对称性振子或振动的某一物体在任一时刻相对平衡位置的位移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1050-5-10t/sx/cm123456AB课堂练习20-20t/sx/cm01234567D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。t/sO3-3816x/m1、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