河北省邢臺市高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 11.1 簡諧運(yùn)動(dòng)課件 新人教選修34

1、11.111.1簡諧運(yùn)動(dòng)簡諧運(yùn)動(dòng)從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度定義簡諧運(yùn)動(dòng)從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度定義簡諧運(yùn)動(dòng)1.1.學(xué)生對各種類別運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識學(xué)生對各種類別運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識先認(rèn)識運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)先認(rèn)識運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)再了解動(dòng)力學(xué)條件再了解動(dòng)力學(xué)條件2.2.新教材關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)定義的教學(xué)線索新教材關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)定義的教學(xué)線索定性描述振動(dòng)定性描述振動(dòng)介紹彈簧振子介紹彈簧振子實(shí)驗(yàn)作出彈簧振子的位移時(shí)間圖象實(shí)驗(yàn)作出彈簧振子的位移時(shí)間圖象分析彈簧振子的位移時(shí)間圖象是正弦曲線分析彈簧振子的位移時(shí)間圖象是正弦曲線定義簡諧運(yùn)動(dòng)定義簡諧運(yùn)動(dòng)科學(xué)漫步：勻速圓周運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)投影的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)科學(xué)漫步：勻速圓周運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)投影的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)加速度加速度大小方向都不變大

2、小方向都不變的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。（自由落體運(yùn)動(dòng)）（自由落體運(yùn)動(dòng)）思考思考1 1：我們以前學(xué)過哪些運(yùn)動(dòng)形式？我們以前學(xué)過哪些運(yùn)動(dòng)形式？加速度加速度大小方向都不變大小方向都不變的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。（平拋運(yùn)動(dòng)）（平拋運(yùn)動(dòng)）加速度加速度大小不變方向改變大小不變方向改變的變加速曲線運(yùn)動(dòng)。的變加速曲線運(yùn)動(dòng)。（勻速圓周運(yùn)動(dòng)）（勻速圓周運(yùn)動(dòng)）思考思考2 2：如果加速度大小和方向都改變，那如果加速度大小和方向都改變，那么物體會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)呢？么物體會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)呢？ 物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫做機(jī)械振動(dòng)，簡稱振動(dòng)。做機(jī)械振動(dòng)，簡稱振動(dòng)。一、機(jī)

3、械振動(dòng)一、機(jī)械振動(dòng)（1 1）、圍繞著）、圍繞著“中心中心”位置位置（2 2）、）、“往復(fù)往復(fù)”運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)這些運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)是什么？這些運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)是什么？ 小球和彈簧所組成的系統(tǒng)稱作彈簧振子，小球和彈簧所組成的系統(tǒng)稱作彈簧振子，有時(shí)也把這樣的小球稱做彈簧振子或簡稱振子。有時(shí)也把這樣的小球稱做彈簧振子或簡稱振子。2 2、理性化模型：、理性化模型：（1 1）不計(jì)阻力）不計(jì)阻力（2 2）彈簧的質(zhì)量與小球相比可以忽略。）彈簧的質(zhì)量與小球相比可以忽略。1 1、概念：、概念：二、彈簧振子二、彈簧振子理想化模型理想化模型O二、彈簧振子二、彈簧振子理想化模型理想化模型思考：思考：振子的運(yùn)動(dòng)是怎樣一種運(yùn)動(dòng)呢？振

4、子的運(yùn)動(dòng)是怎樣一種運(yùn)動(dòng)呢？ 振子的位移振子的位移x x都是都是相對于平衡位置相對于平衡位置的位移，以平衡位的位移，以平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)置為坐標(biāo)原點(diǎn)O O，沿振動(dòng)方向建立坐標(biāo)軸。規(guī)定在，沿振動(dòng)方向建立坐標(biāo)軸。規(guī)定在O O點(diǎn)右點(diǎn)右邊時(shí)位移為正，在左邊時(shí)位移為負(fù)。邊時(shí)位移為正，在左邊時(shí)位移為負(fù)。三、彈簧振子的位移三、彈簧振子的位移時(shí)間圖象時(shí)間圖象O 研究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)研究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)（1 1）、頻閃照相）、頻閃照相 圖像繪制方法圖像繪制方法三、彈簧振子的位移三、彈簧振子的位移時(shí)間圖象時(shí)間圖象思考：思考：如何理解這就是振子的位移時(shí)間圖象如何理解這就是振子的位移時(shí)間圖象?也可以用數(shù)碼照相機(jī)拍攝豎直方向

5、彈簧振子的運(yùn)動(dòng)也可以用數(shù)碼照相機(jī)拍攝豎直方向彈簧振子的運(yùn)動(dòng)錄像，得到分幀照片，依次排列得到圖象。錄像，得到分幀照片，依次排列得到圖象。做一做做一做（2 2）、用運(yùn)動(dòng)傳感器測量垂直懸掛彈簧振子）、用運(yùn)動(dòng)傳感器測量垂直懸掛彈簧振子的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)三、彈簧振子的位移三、彈簧振子的位移時(shí)間圖象時(shí)間圖象三、彈簧振子的位移三、彈簧振子的位移時(shí)間圖象時(shí)間圖象也可用位移傳感器和計(jì)算機(jī)描繪也可用位移傳感器和計(jì)算機(jī)描繪 在彈簧振子的小球上安裝一枝繪圖筆，讓一在彈簧振子的小球上安裝一枝繪圖筆，讓一條紙帶在與小球振動(dòng)方向垂直的方向上勻速運(yùn)條紙帶在與小球振動(dòng)方向垂直的方向上勻速運(yùn)動(dòng)，筆在紙帶上畫出的就是小球的振動(dòng)圖象。動(dòng)，

6、筆在紙帶上畫出的就是小球的振動(dòng)圖象。(3)(3)、描圖記錄法、描圖記錄法二、彈簧振子的位移二、彈簧振子的位移時(shí)間圖象時(shí)間圖象多媒體實(shí)驗(yàn)室多媒體實(shí)驗(yàn)室體驗(yàn)：體驗(yàn)： 一同學(xué)勻速拉動(dòng)一張白紙，另一同學(xué)沿與一同學(xué)勻速拉動(dòng)一張白紙，另一同學(xué)沿與紙運(yùn)動(dòng)方向相垂直方向用筆往復(fù)畫線段，觀察紙運(yùn)動(dòng)方向相垂直方向用筆往復(fù)畫線段，觀察得到的圖象得到的圖象三、彈簧振子的位移三、彈簧振子的位移時(shí)間圖象時(shí)間圖象 這種記錄振動(dòng)的方法在實(shí)際中有很多應(yīng)用。這種記錄振動(dòng)的方法在實(shí)際中有很多應(yīng)用。醫(yī)院里的心電圖及地震儀中繪制的地震曲線等，醫(yī)院里的心電圖及地震儀中繪制的地震曲線等，都是用類似的方法記錄振動(dòng)情況的。都是用類似的方法記錄

7、振動(dòng)情況的。繪制地震曲線的裝置繪制地震曲線的裝置心電圖心電圖拓展拓展 旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 矢矢 量量 。影點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)軸上的投的末端在為圓點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)矢量以，因此oxAo動(dòng)畫演示：簡諧與圓周運(yùn)動(dòng)等效動(dòng)畫演示：簡諧與圓周運(yùn)動(dòng)等效用旋轉(zhuǎn)矢量圖畫簡諧運(yùn)動(dòng)的用旋轉(zhuǎn)矢量圖畫簡諧運(yùn)動(dòng)的 圖圖tx二、彈簧振子的位移二、彈簧振子的位移時(shí)間圖象時(shí)間圖象 1 1、定義：如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正、定義：如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖象（弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖象（xtxt圖象）圖象）是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)叫做簡諧運(yùn)動(dòng)。是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)叫做簡諧運(yùn)動(dòng)。簡諧運(yùn)動(dòng)是最簡單、最基

8、本的運(yùn)動(dòng)。例如：彈簡諧運(yùn)動(dòng)是最簡單、最基本的運(yùn)動(dòng)。例如：彈簧振子的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)?；烧褡拥倪\(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。三、簡諧運(yùn)動(dòng)及其圖象三、簡諧運(yùn)動(dòng)及其圖象2 2、簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象、簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象txo關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)下列說法正確的是（關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)下列說法正確的是（ ）A A、簡諧運(yùn)動(dòng)一定是水平方向的運(yùn)動(dòng)、簡諧運(yùn)動(dòng)一定是水平方向的運(yùn)動(dòng)B B、所有的振動(dòng)都可以看成簡諧運(yùn)動(dòng)、所有的振動(dòng)都可以看成簡諧運(yùn)動(dòng)課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)C C、物體做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是正弦曲線、物體做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是正弦曲線D D、只要振動(dòng)圖象是正弦曲線、只要振動(dòng)圖象是正弦曲線, ,物體一定做簡諧運(yùn)動(dòng)物體一定做簡諧運(yùn)動(dòng)

9、某一彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖所示，則由圖某一彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖所示，則由圖象判斷下列說法正確的是（象判斷下列說法正確的是（ ）A A、振子偏離平衡位置的最大距離為、振子偏離平衡位置的最大距離為10cm10cmB B、1s1s到到2s2s的時(shí)間內(nèi)振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)C C、2s2s時(shí)和時(shí)和3s3s時(shí)振子的位移相等，運(yùn)動(dòng)方向也相同時(shí)振子的位移相等，運(yùn)動(dòng)方向也相同D D、振子在、振子在2s2s內(nèi)完成一次往復(fù)性運(yùn)動(dòng)內(nèi)完成一次往復(fù)性運(yùn)動(dòng)1050-5-10t/sx/cm1 2 3 4 5 6課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)20-20t/sx/cm0 1 2 3 4 5 6 7課課 堂堂 練

10、練 習(xí)習(xí) 某彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖所示，根據(jù)圖象某彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖所示，根據(jù)圖象判斷。下列說法正確的是（判斷。下列說法正確的是（ ） A A、第、第1s1s內(nèi)振子相對于平衡位置的位移與速度內(nèi)振子相對于平衡位置的位移與速度方向相反方向相反 B B、第、第2s2s末振子相對于平衡位置的位移為末振子相對于平衡位置的位移為-20cm-20cm C C、第、第2s2s末和第末和第3s3s末振子相對于平衡位置的位末振子相對于平衡位置的位移均相同，但瞬時(shí)速度方向相反移均相同，但瞬時(shí)速度方向相反 D D、第、第1s1s內(nèi)和第內(nèi)和第2s2s內(nèi)振子相對于平衡位置的位內(nèi)振子相對于平衡位置的位移方向相同，瞬時(shí)速

11、度方向相反。移方向相同，瞬時(shí)速度方向相反。t/st/sO O3 3-3-38 81616x/mx/m1 1、質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大位移？、質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大位移？2 2、1s1s末、末、4s4s末、末、10s10s末質(zhì)點(diǎn)位置在哪里？末質(zhì)點(diǎn)位置在哪里？3 3、1s1s末、末、6s6s末質(zhì)點(diǎn)朝哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？末質(zhì)點(diǎn)朝哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)4 4、質(zhì)點(diǎn)在、質(zhì)點(diǎn)在6s6s末、末、14s14s末的位移是多少？末的位移是多少？5 5、質(zhì)點(diǎn)在、質(zhì)點(diǎn)在4s4s、16s16s內(nèi)通過的路程分別是多少？內(nèi)通過的路程分別是多少？小小 結(jié)結(jié)1 1、機(jī)械振動(dòng)：、機(jī)械振動(dòng)：物體在平衡位置（中心位置）兩物體在平衡位置（中心位置）兩側(cè)附近所做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通常簡稱為振動(dòng)。側(cè)附近所做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通常簡稱為振動(dòng)。平衡位置：振子原來靜止時(shí)的位置平衡位置：振子