河北省邢臺市高中物理 第十一章 機械振動 11.1 簡諧運動課件 新人教選修34

1、11.111.1簡諧運動簡諧運動從運動學(xué)的角度定義簡諧運動從運動學(xué)的角度定義簡諧運動1.1.學(xué)生對各種類別運動的認識學(xué)生對各種類別運動的認識先認識運動學(xué)特點先認識運動學(xué)特點再了解動力學(xué)條件再了解動力學(xué)條件2.2.新教材關(guān)于簡諧運動定義的教學(xué)線索新教材關(guān)于簡諧運動定義的教學(xué)線索定性描述振動定性描述振動介紹彈簧振子介紹彈簧振子實驗作出彈簧振子的位移時間圖象實驗作出彈簧振子的位移時間圖象分析彈簧振子的位移時間圖象是正弦曲線分析彈簧振子的位移時間圖象是正弦曲線定義簡諧運動定義簡諧運動科學(xué)漫步：勻速圓周運動質(zhì)點投影的運動是簡諧運動科學(xué)漫步：勻速圓周運動質(zhì)點投影的運動是簡諧運動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動。的勻變速直線運動。（自由落體運動）（自由落體運動）思考思考1 1：我們以前學(xué)過哪些運動形式？我們以前學(xué)過哪些運動形式？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動。的勻變速曲線運動。（平拋運動）（平拋運動）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動。的變加速曲線運動。（勻速圓周運動）（勻速圓周運動）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，那么物體會做什么運動呢？么物體會做什么運動呢？ 物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運動叫物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運動叫做機械振動，簡稱振動。做機械振動，簡稱振動。一、機

3、械振動一、機械振動（1 1）、圍繞著）、圍繞著“中心中心”位置位置（2 2）、）、“往復(fù)往復(fù)”運動運動這些運動的共同特點是什么？這些運動的共同特點是什么？ 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，有時也把這樣的小球稱做彈簧振子或簡稱振子。有時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）不計阻力）不計阻力（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：振子的運動是怎樣一種運動呢？振

4、子的運動是怎樣一種運動呢？ 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，以平衡位置為坐標原點置為坐標原點O O，沿振動方向建立坐標軸。規(guī)定在，沿振動方向建立坐標軸。規(guī)定在O O點右點右邊時位移為正，在左邊時位移為負。邊時位移為正，在左邊時位移為負。三、彈簧振子的位移三、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象O 研究彈簧振子的運動研究彈簧振子的運動（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、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象思考：思考：如何理解這就是振子的位移時間圖象如何理解這就是振子的位移時間圖象?也可以用數(shù)碼照相機拍攝豎直方向

5、彈簧振子的運動也可以用數(shù)碼照相機拍攝豎直方向彈簧振子的運動錄像，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）、用運動傳感器測量垂直懸掛彈簧振子）、用運動傳感器測量垂直懸掛彈簧振子的運動的運動三、彈簧振子的位移三、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象三、彈簧振子的位移三、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象也可用位移傳感器和計算機描繪也可用位移傳感器和計算機描繪 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方向垂直的方向上勻速運條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象。動，

6、筆在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象。(3)(3)、描圖記錄法、描圖記錄法二、彈簧振子的位移二、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象多媒體實驗室多媒體實驗室體驗：體驗： 一同學(xué)勻速拉動一張白紙，另一同學(xué)沿與一同學(xué)勻速拉動一張白紙，另一同學(xué)沿與紙運動方向相垂直方向用筆往復(fù)畫線段，觀察紙運動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、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象 這種記錄振動的方法在實際中有很多應(yīng)用。這種記錄振動的方法在實際中有很多應(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情況的。都是用類似的方法記錄

7、振動情況的。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 。影點的運動是簡諧運動軸上的投的末端在為圓點，旋轉(zhuǎn)矢量以，因此oxAo動畫演示：簡諧與圓周運動等效動畫演示：簡諧與圓周運動等效用旋轉(zhuǎn)矢量圖畫簡諧運動的用旋轉(zhuǎn)矢量圖畫簡諧運動的 圖圖tx二、彈簧振子的位移二、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象 1 1、定義：如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正、定義：如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象（弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象（xtxt圖象）圖象）是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動。是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動。簡諧運動是最簡單、最基

8、本的運動。例如：彈簡諧運動是最簡單、最基本的運動。例如：彈簧振子的運動就是簡諧運動?；烧褡拥倪\動就是簡諧運動。三、簡諧運動及其圖象三、簡諧運動及其圖象2 2、簡諧運動的圖象、簡諧運動的圖象txo關(guān)于簡諧運動下列說法正確的是（關(guān)于簡諧運動下列說法正確的是（ ）A A、簡諧運動一定是水平方向的運動、簡諧運動一定是水平方向的運動B B、所有的振動都可以看成簡諧運動、所有的振動都可以看成簡諧運動課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)C C、物體做簡諧運動時的運動軌跡一定是正弦曲線、物體做簡諧運動時的運動軌跡一定是正弦曲線D D、只要振動圖象是正弦曲線、只要振動圖象是正弦曲線, ,物體一定做簡諧運動物體一定做簡諧運動

9、某一彈簧振子的振動圖象如圖所示，則由圖某一彈簧振子的振動圖象如圖所示，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的時間內(nèi)振子向平衡位置運動的時間內(nèi)振子向平衡位置運動C C、2s2s時和時和3s3s時振子的位移相等，運動方向也相同時振子的位移相等，運動方向也相同D D、振子在、振子在2s2s內(nèi)完成一次往復(fù)性運動內(nèi)完成一次往復(fù)性運動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) 某彈簧振子的振動圖象如圖所示，根據(jù)圖象某彈簧振子的振動圖象如圖所示，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，但瞬時速度方向相反移均相同，但瞬時速度方向相反 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，瞬時速

11、度方向相反。移方向相同，瞬時速度方向相反。t/st/sO O3 3-3-38 81616x/mx/m1 1、質(zhì)點離開平衡位置的最大位移？、質(zhì)點離開平衡位置的最大位移？2 2、1s1s末、末、4s4s末、末、10s10s末質(zhì)點位置在哪里？末質(zhì)點位置在哪里？3 3、1s1s末、末、6s6s末質(zhì)點朝哪個方向運動？末質(zhì)點朝哪個方向運動？課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)4 4、質(zhì)點在、質(zhì)點在6s6s末、末、14s14s末的位移是多少？末的位移是多少？5 5、質(zhì)點在、質(zhì)點在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、機械振動：、機械振動：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)運動。通常簡稱為振動。側(cè)附近所做往復(fù)運動。通常簡稱為振動。平衡位置：振子原來靜止時的位置平衡位置：振子