11.1简谐运动.ppt

1、,第十一章机械振动,科学是一种方法，它教导人们：一些事物是如何被了解的，不了解的还有些什么，对于了解的，现在了解什么程度费恩曼,复习回顾,高中阶段我们学过的运动形式有哪些?提示：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,平抛运动类平抛运动,斜抛运动,匀速圆周运动,变速圆周运动,生活中除这些运动外，常见的运动还有：,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,这些运动有什么共同特点？,机械振动,2.特点:,(1)平衡位置振动停止时物体所在的位置.,-“对称性”,(2

2、)往复运动,-“周期性”,物体(或物体的一部分）在中心位置附近的往复运动,1.定义:,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,ACD,简谐运动,一、弹簧振子理想化模型,2、理想化模型：,1、概念：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。,小球看成质点忽略弹簧质量忽略摩擦力,思考：振子的运动是怎样一种运动呢？,二、弹簧振子的位移时间图象,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,思考：1频闪照

3、片的图像是小球运动的轨迹吗？,2为什么要匀速拉动底片？若底片以1cm/s的速度匀速上移，底片上1cm对应多长时间？,3时间轴的方向和底片运动方向是什么关系？,2.图像绘制方法,（1）频闪照相,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,也可用位移传感器和计算机描绘,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,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,拓展旋转

4、矢量,动画演示：简谐与圆周运动等效,第一个1/2周期：,第二个1/2周期：,(4)作图法,横坐标：振动时间t,纵坐标：振子相对于平衡位置的位移,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

5、的关系可以用什么函数表示。,三、弹簧振子的位移时间图象,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（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。,四、简谐运动及其图象,2简谐运动的图象,类似应用,绘制地震曲线的装置,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,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。通常简称为振动。平衡位置：振子原来静止时的位置2、弹