物理：11.1《简谐运动》课件(新人教版选修3-4)

1、简谐运动,第十一章 机械振动,从运动学的角度定义简谐运动,1.学生对各种类别运动的认识,先认识运动学特点,再了解动力学条件,2.新教材关于简谐运动定义的教学线索,定性描述振动,介绍弹簧振子,实验作出弹簧振子的位移时间图象,分析弹簧振子的位移时间图象是正弦曲线,定义简谐运动,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）,思考2：如果加速度大小和方向都改变，那么物体会做什么运动呢？,观察,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。

2、,一、机械振动,（1）围绕着“中心”位置，即有平衡位置,（2）“往复”运动，即有往复性，周期性,这些运动的共同特点是什么？,（3）振动物体的轨迹可能是直线也可能是曲线,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，小球看成质点,（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,注：弹簧振子不一定只在水平面内运动。,二、弹簧振子理想化模型,思考：振子的运动属于什么运动呢？,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，沿振动方向建立坐标轴。规定在O点右边时位移为正，在左边时位移为负。,

3、三、弹簧振子的位移时间图象（即振动图像）,O,研究弹簧振子的运动,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。,（1）、频闪照相,图像绘制方法,思考：如何理解这就是振子的位移时间图象?,描述了振子在各时刻时相对于平衡位置的位移。,（2）、用运动传感器测量垂直悬挂弹簧振子的运动,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,多媒体实验室,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

4、电图,上图中画出的小球运动的xt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。,结论： 弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线.,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

5、振动图象（xt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、简谐运动的振动图象,振动图象是一条正弦曲线.描述了质点作简谐运动时，位移随时间变化的规律，它不是质点的轨迹。,横坐标：振动时间t,纵坐标：振子相对于平衡位置的位移,3. 位移、速度特点,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

6、断下列说法正确的是（ ） A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cm B、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,AB,课 堂 练 习,D,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-20cm C、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。,1、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：物体在平衡位置附近所做的往复运动.通常简称为振动。 特点: 对称性、 周期性.,平衡位置：振子原来静止时的