高中物理《简谐运动》新人教版选修课件 27页

选修3-4第11章机械振动第一节简谐振动戎志高\n想一想——进入高中以来，我们主要学习了哪几种形式的运动?请说出各运动的名称及每种运动所对应的受力情况。1.匀速直线运动2.匀变速直线运动3.平抛运动4.匀速圆周运动平动转动\n一、机械振动\n机械振动是生活中常见的运动形式\n机械振动1、定义：物体（或物体一部分）在平衡位置附近做的往复运动，叫机械振动，简称振动\n2、机械振动的主要特征是：（1）“空间运动”的往复性（2）“时间”上的周期性。3、产生振动有两个必要条件：（1）每当物体离开平衡位置就会受到回复力的作用。（2）阻力足够小。\n第一节简谐振动为了研究机械振动。建立理想模型法把复杂问题简单化，摒弃次要条件，抓住主要因素，对实际问题进行理想化处理，构建理想化的物理模型，这是一种重要的物理思想。在建立起理想化模型的基础上，有时为了更加形象地描述所要研究的物理现象、物理问题，还需要引入一些虚拟的内容，籍此来形象、直观地表述物理情景。\n二、弹簧振子弹簧振子：把一个有孔的小球装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的杆上，能够自由滑动，两者之间的摩擦可以忽略，弹簧的质量与小球相比也可忽略。这样的系统叫做弹簧振子产生振动有两个必要条件：（1）每当物体离开平衡位置就会受到回复力的作用。（2）阻力足够小。（弹簧的弹力）（光滑的杆）\n弹簧振子平衡位置平衡位置：小球原来静止的位置平衡位置的特点：合力为0\n弹簧振子的理想化条件（1）弹簧的质量比小球的质量小得多，可以认为质量集中于振子（小球）。（2）小球需体积很小，可当做质点处理。（3）忽略一切摩擦及阻力作用。（4）小球从平衡位置拉开的位移在弹性限度内。\n三、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。x振子的位移小球的位置==振子的位移平动中的位移相对于平衡位置的位移相对于初始位置的位移矢量矢量方向：平衡位置到现在位置方向：初始位置到现在位置\n一，记录法\n时间t(s)0t02t03t04t05t06t0位移x(m）-20.0-17.8-10.10.110.317.720.06t07t08t09t010t011t012t020.017.710.30.1-10.1-17.8-20.0（1）记录法\n横坐标：振动时间t纵坐标：振子相对于平衡位置的位移（2）画出图像\n三、弹簧振子的位移——时间图象二、频闪照片法\n如图所示为弹簧振子的频闪照片，频闪仪0.05秒闪一次，且向下匀速运动。那么时间坐标刻度该怎么标出？\n3、描图记录法三、弹簧振子的位移——时间图象体验：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\n二、弹簧振子的位移——时间图象\n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。\n简谐运动是最简单、最基本的振动。四、简谐运动及其图象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（x—t图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。如：弹簧振子的运动。\n6、简谐运动中的各个物理量变化规律OAAA－OOO－BBxvF、a向左减小向右增大向右减小B向右增大向右减小向左增大向左最大向右最大00向右最大00向右最大向左最大OBAFF\n1、简谐运动属于哪一种运动（）A、匀加速运动B、匀减速运动C、匀速运动D、非匀变速运动D思考与讨论\n思考与讨论2、弹簧振子在振动，每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（）A、速度B、位移C、弹力D、加速度CBD\n3、做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是（）A、速度一定为正值，加速度一定为正值。B、速度不一定为正值，但加速度一定为正值。C、速度一定为负值，加速度一定为正值。D、速度不一定为负值，加速度一定为负值。思考与讨论B\n5、根据振子的运动图象回答：a、图中各点表示平衡位置的有___b、开始振动时，振子的所处的位置是_____(平衡位置，最大位移）d、振子在6秒内通过的路程_____.e、c点的位移向_____大小___加速度方向___大小___速度______..f、d点的位移方向__大小__加速度___速度______.h、t=2.5s时，振子的位移方向____.速度方向___加速度方向______.0abcdeft/ss/cm2-212345思考与讨论\n8.一质点作简谐振动，其位移X与时间T的关系曲线图，由图可知：()A.由0时刻开始计时，质点的轨迹是一条正弦曲线B.质点振动的频率为2HzC.在t=3秒末，质点的加速度负向最大D.在t=4秒末，质点的速度负向最大t/sx/cm02462-2思考与讨论\n7、一弹关振子作简谐运动，则下列说法正确的有（）A.若位移为负值，则速度一定为正值．B.振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大．C.振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也相同．D.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.思考与讨论