第十一章机械振动《第1节 简谐运动》课件

第十一章机械振动第1节简谐运动

学习目标1.知道什么是机械振动，什么是简谐运动，知道两种运动的特征。

2.知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。3.正确理解简谐运动图象的物理意义。高中阶段我们学过的运动形式有哪些?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类平抛运动斜抛运动匀速圆周运动变速圆周运动知识回顾观察下图几个常见的运动，具有什么共同特点？小鸟飞离树枝后树枝的颤动被手拨动的弹簧片左右往复运动小孩荡秋千的运动摆钟在最低点附近的往复运动观察分析物体（或物体的一部分）以某一位置（平衡位置）为中心的往复运动。叫做机械振动。简称振动。一、机械振动新课内容平衡位置物体原来静止时的位置（一般情况下指物体在没有振动时所处的位置）

判断下列物体的运动是否是机械振动：K1K2新课内容2.条件：（1）忽略摩擦力等各种阻力；（2）小球看成质点；

（3）忽略弹簧质量。

1.定义: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。弹簧+小球二、弹簧振子新课内容理想化模型1、振子的位移x:都是相对于平衡位置的位移。下面左图中如果规定在O点右边为正，则在左边为负。XA为正，XB为负2、振幅（A）：振动物体离开平衡位置的最大距离说明：（1）标量。（2）物理意义：反映振动物体振动的强弱。三、弹簧振子的位移---时间图象（振动图像）新课内容三、弹簧振子的位移---时间图象（振动图像）新课内容1.利用频闪照相拍摄思考：图像中的白点是小球的运动轨迹么?第一个1/2周期：时间t(s)0t02t03t04t05t06t0位移x(cm）-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0第二个1/2周期：时间t(s)6t07t08t09t010t011t012t0位移x(cm)20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.02.描点作图法三、弹簧振子的位移---时间图象（振动图像）新课内容横坐标：振动时间t纵坐标：振子相对于平衡位置的位移2.描点作图法三、弹簧振子的位移---时间图象（振动图像）新课内容

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.描图记录法三、弹簧振子的位移---时间图象（振动图像）新课内容3.描图记录法体验：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（振动图像）新课内容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三、弹簧振子的位移---时间图象（振动图像）

上图中画出的小球运动的x—t图象很像正弦曲线，是不是这样呢？

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。

方法一验证法: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、弹簧振子的位移---时间图象（振动图像）1．位移—时间图象：以小球的平衡位置为坐标原点，用横坐标表示振子振动的时间，纵坐标表示振子的位移，建立坐标系，得到位移随时间变化的情况—振动图象2．物理意义：反映了振子的位移随时间的变化规律。3．特点：弹簧振子的位移—时间图象是一条正弦或余弦曲线。新课内容三、弹簧振子的位移---时间图象(振动图像)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。2．特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种周期性的往复运动。3.简谐运动的典例：（1）弹簧振子（2）单摆四、简谐运动新课内容4.运动性质：简谐运动是一种周期性的变加速运动。5.简谐运动的能量：（1）简谐运动中动能和势能相互转换，总的机械能保持守恒。（2）在平衡位置动能最大，势能最小。四、简谐运动新课内容课堂训练1、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小结1.机械振动：物以某一位置为中心的往复运动。简称为振动。

平衡位置：振子原来静止时的位置

位移（x）:都是相