高中物理选修3教版课件-第11章 机械振动-简谐运动

高中物理选修3教版课件-第11章 机械振动-简谐运动

第一节 简谐运动 机械振动 第一节 简谐运动 复习回顾 1、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 斜抛运动 匀速圆周运动 变速圆周运动 秋千 弹簧振子 摆钟 钟摆的摆动，水上浮标的浮动， 担物行走时扁担的颤动， 在微风中树梢的摇摆， 振动的音叉、锣、鼓、琴弦等都是机械振动。 比如： 这些运动的共同特点是什么？ 一、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 （一般情况下指物体在没 有振动时所处的位置） 共同特点 1、围绕着“中心”位置 2、“往复”运动 “中心”意味着具有“对称性” （也称这中心为平衡位置） “往复”意味着具有“周期性” （知道一次完整的运动情况可推之后的运动情况） 2、 理想化处理： ①忽略摩擦力 ②忽略弹簧质量 思考： 振子的运动是怎样一种运动呢？ 二、弹簧振子 1、概念：小球和弹簧所组成的系统的名称，有时也把这 样的小球称做弹簧振子或简称振子 理想化模型 • 研究弹簧振子的运动 1、位移随时间的变化规律 A、振动物体的位移x 都是相对于平衡位置 的位移 如图所示，是振子在A、 B位置的位移xA和xB B、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。 三、弹簧振子的位移-时间图象 什么样子？ 如何画出？课件展示 第一个1/2周期： 时间t(s) 0 t0 2t0 3t0 4t0 5t0 6t0 位移x(cm） -20.0 -17.8 -10.1 0.1 10.3 17.7 20.0 　 第二个1/2周期： 时间t(s) 6t0 7t0 8t0 9t0 10t0 11t0 12t0 位移x(cm) 20.0 17.7 10.3 0.1 -10.1 -17.8 -20.0 1、描点法 坐标原点O－平衡位置 横坐标－振动时间t 纵坐标－振子相对于平衡位置的位移 横坐标：振动时间t 纵坐标：振子相对于平衡位置的位移 思考：从此图象可以猜想弹簧振子 的运动随时间的变化规律 三、简谐运动及其图象 １、定义：若质点的位移与时间 的关系遵从正弦或余弦函数变 化的规律，这种运动就叫做简 谐运动 ２、振动方程：x=Asin(ωt+Φ) 3、简谐运动是一种非匀变速运 动 简谐运动是最简单、最基本的振动。 简谐运动的图象 ¬图象坐标轴的含义 ¬图象的形状：正弦或余弦曲线 ¬图象的物理意义 ¬举例分析 20 - 20 t / s x/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 四、简谐运动与匀速圆周运动的关系 类似应用 绘制地震曲线的装置 思考 1、简谐运动的图象就是物体的 运动轨迹吗？ 2、由简谐运动的图象判断简谐 运动属于下列哪一种运动？ A、匀变速运动 B、匀速直线 运动 C、变加速运动 D、匀加速直线运动 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 课堂训练 ACD 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？ 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？ t/s O 3 -3 8 16 x/m 课堂训练 课堂练习 3、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 10 5 0 -5 -10 t/s x / c m 1 2 3 4 5 6 A B 2、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。 20 - 20 t / s x/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 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、弹簧振子理性化模型：不计阻力、弹簧的质量与 小球相比可以忽略。 3、简谐运动：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 。