2019高中物理第十一章1简谐运动课件新人教版.pptx

1、自主学习基础知识,合作探究重难疑点,课时作业,解题技巧素养培优,1 简谐运动 学习目标1.了解弹簧振子的结构，知道什么是弹簧振子2.理解振动的平衡位置，知道振子位移的概念(重点)3.理解简谐运动的含义，能从简谐运动的图象中了解简谐运动的规律(重点、难点),1振子模型 图1111 如图1111所示，如果球与杆之间的摩擦可以_，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以_，则该装置为弹簧振子,忽略,忽略,2平衡位置：振子原来_时的位置 3机械振动 振子在_附近所做的_运动，简称_ 4振动特点：振动是一种往复运动，具有_和_,静止,平衡位置,往复,振动,周期性,往复性,5弹簧振子的位移时间图象 图1112

2、建立坐标系：以小球的_为坐标原点，沿着_方向建立坐标轴小球在平衡位置_时它对平衡位置的位移为正，在_时为负如图1112.,平衡位置,它的振动,右边,左边,如图图1113在弹簧振子的运动过程中，弹性势能最大的位置有几个？动能最大的位置有几个？ 图1113 【提示】在弹簧振子的运动过程中，弹性势能最大的位置有两个，分别对应于振子运动的最左端和最右端动能最大的位置只有一个，就是弹簧振子运动到平衡位置时,1弹簧振子是一种理想化的模型( ) 2弹簧振子的平衡位置都在原长处( ) 3振动的物体可以做直线运动，也可以做曲线运动( ),1定义 如果质点的位移与时间的关系遵从_函数的规律，即它的振动图象(xt图

3、象)是一条_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_，其振动过程关于_对称，是一种_运动弹簧振子的运动就是_,正弦,正弦,振动,平衡位置,往复,简谐运动,3简谐运动的图象(如图1114) 图1114 (1)简谐运动的图象是振动物体的_的变化规律 (2)简谐运动的图象是_曲线，从图象上可直接看出不同时刻振动质点的位移大小和方向、速度大小和方向的变化趋势,位移随时间,正弦(或余弦),简谐运动的图象是否是振动物体的运动轨迹？ 【提示】不是简谐运动的图象是描述振动物体的位移随时间变化的规律，并不是物体的运动轨迹,1弹簧振子的运动是简谐运动( ) 2振子的位移相同时，速度也相同

4、( ) 3简谐运动的图象都是正弦或余弦曲线( ),学生分组探究一对简谐运动的理解 第1步探究分层设问，破解疑难 1竖直向上抛运动是否属于简谐运动？ 【提示】不属于物体在平衡位置附近做的往复运动属于机械振动，竖直向上抛出的物体到最高点后返回地面，不具有运动的往复性，因此不属于简谐运动,2简谐运动中振动物体通过某一位置时，加速度和速度方向是否一致？ 【提示】不一定振动物体通过某一位置时，加速度方向始终指向平衡位置，但速度方向可能指向平衡位置，也可能背离平衡位置，故加速度和速度方向不一定一致,第2步结论自我总结，素能培养 1简谐运动的位移 位移的表示方法：以平衡位置为坐标原点，以振动所在的直线为坐标

5、轴，规定正方向，则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示 2简谐运动的速度 (1)物理含义：速度是描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量在所建立的坐标轴(也称“一维坐标系”)上，速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反,(2)特点：如图1115所示为一简谐运动的模型，振子在O点速度最大，在A、B两点速度为零 图1115,第3步例证典例印证，思维深化 如图1116所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，当振子m离开O点，再从A点运动到C点时，振子离开平衡位置的位移是() A大小为OC，方向向左 B大小为OC，方向向右 C大小为AC，方向向左 图1115 D大小为

6、AC，方向向右,【思路点拨】简谐运动的位移有其特定含义，是由平衡位置指向所在位置的有向线段，与振子振动方向无关 【解析】振子离开平衡位置，以O点为起点，C点为终点，位移大小为OC，方向向右 【答案】B,(1)在机械振动中，位移是相对平衡位置而言的，规定平衡位置为位移的起始点 (2)简谐运动位移的方向是指从平衡位置指向实际位置的方向,第4步巧练精选习题，落实强化 1(多选)在图1117中，当振子由A向O运动时，下列说法中正确的是() A振子的位移在减小 B振子的运动方向向左 图1117 C振子的位移方向向左 D振子的位移在增大,【解析】对简谐运动而言，其位移总是相对平衡位置O而言，所以C、D错误

7、；由于振子在O点右侧由A向O运动，所以振子的位移方向向右，位移大小不断减小故A、B选项正确 【答案】AB,2如图1118所示为一弹簧振子，O为平衡位置，以向右为正方向，振子在B、C之间振动时() 图1118 ABO位移为负、速度为正 BOC位移为正、速度为负 CCO位移为负、速度为正 DOB位移为正、速度为负,【解析】速度方向即振子运动方向，而振动位移以平衡位置O为初始位置指向振子所在位置，BO位移向左为负，速度向右为正；OC位移向右为正，速度向右为正；CO位移向右为正，速度向左为负；OB位移向左为负，速度向左为负，可见本题正确选项为A. 【答案】A,学生分组探究二简谐运动的图象及应用 第1步

8、探究分层设问，破解疑难 1简谐运动的xt图象与匀速直线运动的xt图象有何相同点？ 【提示】两种图象都反映了位移随时间的变化规律；根据图线上某点切线的斜率可判断出某一时刻质点的速度方向及大小,2在简谐运动的图象上位移相等的点加速度一定相等吗？ 【提示】一定相等位移和加速度均是矢量，根据公式kxma可知点的位移相等，加速度必然相等,第2步结论自我总结，素能培养 1图象特点：简谐运动的位移与时间的关系遵从正弦函数规律 2振动图象是振子的位移随时间的变化规律，根据振动图象： (1)可直接读出振子在某一时刻相对于平衡位置的位移大小； (2)可直接读出振子正(负)位移的最大值； (3)可判断某一时刻振动物

9、体的速度方向和加速度方向，以及它们的大小和变化趋势,第3步例证典例印证，思维深化 一质点做简谐运动的图象如图1119所示，该质点在t3.5 s时刻() A速度为正、加速度为正 B速度为负、加速度为负 C速度为负、加速度为正 图 1119 D速度为正、加速度为负,【思路点拨】(1)当位移为正值时，加速度一定为负值 (2)当位移为正值时，速度可能为正，也可能为负 【解析】由图象可知，质点从正的最大位移处出发，向平衡位置运动，由此知3.5 s时，质点由平衡位置向正的最大位移处运动，所以此时速度为正，质点做减速运动，加速度为负，故选项D正确 【答案】D,简谐运动图象问题的分析方法 (1)要理解xt图象

10、的意义 (2)充分利用图象的直观性，把图象与振动过程联系起来，图象上的一个点表示振动中的一个状态(位置、振动方向等)，图象上的一段图线对应振动的一个过程，关键是判断平衡位置、最大位移及振动方向,第4步巧练精选习题，落实强化 1.如图11110所示为某物体做简谐运动的图象，下列说法中正确的是() A由PQ位移在增大 B由PQ速度在增大 C由MN速度是先减小后增大 图11110 D由MN位移始终减小,【解析】由图象可知从PQ物体远离平衡位置向外运动，位移增大，速度减小，A正确，B错误；由MN，物体由正位移处向平衡位置移动，速度增大，位移减小，再由平衡位置沿负方向运动，位移增大，速度减小，选项C、D

11、错误 【答案】A,2(多选)如图11111所示是表示一质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是() At1时刻振子正通过平衡 位置向正方向运动 Bt2时刻振子的位移最大 图11111 Ct3时刻振子正通过平衡位置向正方向运动 D该图象是从平衡位置计时画出的,【解析】从图象可以看出，t0时刻，振子在正的最大位移处，因此是从正的最大位移处开始计时画出的图象，D项错误；t1时刻以后振子的位移为负，因此是通过平衡位置向负方向运动，A项错误；t2时刻振子在负的最大位移处，因此可以说是在最大位移处，B项正确；t3时刻以后，振子的位移为正，所以该时刻正通过平衡位置向正方向运动，C项正确 【答案】BC,简谐运动

12、的对称性及应用 如图11112所示，物体在A、B间做简谐运动，O点为平衡位置，C、D两点关于O点对称，则有： 11112,(1)空间的对称性：经过平衡位置两侧的对称点时位移的大小相等，方向相反；速度的大小相等，方向有时相同，有时相反 (2)时间的对称性：不论是从对称点回到平衡位置，还是从平衡位置运动到对称点，所用时间都相等,(2014黄山高二检测)弹簧振子做简谐运动，其振动图象如图11113所示，则() 图11113 At1、t2时刻振子的速度大小相等，方向相反 Bt1、t2时刻振子加速度大小相等，方向相反 Ct2、t3时刻振子的速度大小相等，方向相反,Dt2、t3时刻振子的加速度大小相等，方

13、向相同 【解析】从图线可以看出，t1、t2时刻振子处于同一位置，位移大小相同，方向一致，由Fkx知回复力、加速度大小相等，方向一致由振动的对称性，速度大小相等，方向相反，故A正确，B错误；t2、t3时刻振子处于平衡位置两边的对称位置，位移大小相等，方向相反，则加速度大小相同，方向相反；由振动的对称性，速度大小相等，方向相同，都沿x轴负方向，故C、D错误 【答案】A,先看名师指津 (1)位移、速度、加速度都是矢量，当振子通过某一位置时，位移和加速度方向是一定的，速度方向有两种可能 (2)当振子通过关于平衡位置对称的位置时，位移、加速度大小相等，方向相反，而速度方向可能相同，也可能相反,再演练应用 (2014海口检测)一弹簧振子做简谐运动，以下说法正确的是() A若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B振子每次经过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同 C振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同,D振子在平衡位置两