高中物理：11.1 簡諧運動 課件(新人教版 選修3-4)

高中物理新人教版

選修３-4系列課件11.1《簡諧運動》教學目標

1．知識與技能：（1）了解什么是機械振動；（2）掌握簡諧運動回復力的特征；（3）掌握從圖形圖象分析簡諧振動位移隨時間變化的規(guī)律（4）通過觀察演示實驗及課件，總結概括出彈簧振子運動的特征，培養(yǎng)學生的觀察、概括能力；通過相關物理量變化規(guī)律的學習，培養(yǎng)分析、推理能力.2．過程與方法：滲透物理學方法的教育，運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——彈簧振子，研究彈簧振子在理想條件下的振動。探究式教學法3．情感態(tài)度與價值觀：通過對簡諧運動的分析，使學生知道各物理量之間的普遍聯(lián)系.二．教學重點難點1．重點：（1）什么是簡諧運動.（2）簡諧運動過程中的位移、回復力、加速度和速度的變化規(guī)律.（3）簡諧運動中回復力的特點.2．難點：物體做簡諧運動過程中的位移、回復力、加速度、速度的變化規(guī)律.三．教具與多媒體：鋼板尺、鐵架臺、單擺、豎直彈簧振子、皮筋球、氣墊彈簧振子、微型氣源復習回顧高中階段我們學過的運動形式有哪些?提示：按運動軌跡分類直線運動曲線運動勻速直線運動變速直線運動勻變速直線運動變加速直線運動拋體運動圓周運動平拋運動斜拋運動勻速圓周運動變速圓周運動勻變速直線運動1、定義法：沿著一條直線運動，且加速度不變的運動。

2、圖象法：x-t圖象、v-t圖象

3、公式法：速度公式、位移公式MainIdea運動的共同特點？一、機械振動2.特點:(1)平衡位置振動停止時物體所在的位置.------“對稱性”(2)往復運動------“周期性”

物體在平衡位置附近的往復運動．1.定義:例題1：下列運動中屬于機械振動的有（）A、樹枝在風的作用下的運動B、豎直向上拋出的物體的運動C、說話時聲帶的振動D、爆炸聲引起的窗扇的運動

你能再舉出一些例子嗎？ACD

條件(理想化)：

①小球看成質點

②忽略彈簧質量③忽略摩擦力思考：振子的運動是怎樣一種運動呢？二、彈簧振子定義:小球和彈簧所組成的系統(tǒng).理想化模型彈簧+小球三、振動圖像(位移--時間圖象)1、位移x:振動物體的位移x用從平衡位置指向物體所在位置的有向線段表示.

如圖示，是振子在A、B位置的位移xA和xB

坐標原點0－平衡位置橫坐標t－振動時間縱坐標x－振子偏離平衡位置的位移規(guī)定在0點右邊時位移為正，左邊時位移為負.2、畫法:三、振動圖像(位移--時間圖象)三、振動圖像(位移--時間圖象)第一個1/2周期：

時間t(s)0t02t03t04t05t06t0位移x(cm）-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0

第二個1/2周期：時間t(s)6t07t08t09t010t011t012t0位移x(cm)20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.0(1)描點法2、畫法:如何改進？如圖是彈簧振子的頻閃照片，頻閃儀每隔___s閃光一次，閃光的瞬間振子被照亮，拍攝時底片從下向上___運動，因此在底片上留下了小球和彈簧的一系列的像，相鄰兩個像之間相隔___s。

(2)記錄法類似應用繪制地震曲線的裝置

我們所得到的小球運動的x—t圖象很像正弦曲線，是不是這樣呢？你用什么方法來檢驗？思考3、驗證:方法一驗證法:假定是正弦曲線，可用刻度尺測量它的振幅和周期，寫出對應的表達式，然后在曲線中選小球的若干個位置，用刻度尺在圖中測量它們的橫坐標和縱坐標，代入所寫出的正弦函數(shù)表達式中進行檢驗，看一看這條曲線是否真的是一條正弦曲線。

方法二擬合法:在圖中，測量小球在各個位置的橫坐標和縱坐標，把測量值輸入計算機中作出這條曲線，然后按照計算機提示用一個周期性函數(shù)擬合這條曲線，看一看彈簧振子的位移—時間的關系可以用什么函數(shù)表示。結論：彈簧振子的振動圖像是一條正弦曲線.

四、簡諧運動1、定義：

質點的位移隨時間按正弦規(guī)律變化的振動.如：彈簧振子的運動等。簡諧運動是最簡單、最基本的振動。

2、振動圖象(x-t圖象)橫坐標——時間；縱坐標——偏離平衡位置的位移

四、簡諧運動振動圖象是一條正弦曲線.思考1、簡諧運動的圖象就是物體的運動軌跡嗎？2、由簡諧運動的圖象判斷簡諧運動屬于下列哪一種運動？A、勻變速運動B、勻速直線運動C、變加速運動D、勻加速直線運動

3.位移、速度特點位移：方向始終背離平衡位置，每經過平衡位置位移方向發(fā)生改變；遠離平衡位置時位移增大，靠近平衡位置時位移減小。速度：每經過最大距離處速度方向發(fā)生改變，遠離平衡位置（位移增大）時速度方向和位移方向相同，靠近平衡位置（位移減小）時速度方向和位移方向相反。例題2：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（）A、振子偏離平衡位置的最大距離為10cmB、1s到2s的時間內振子向平衡位置運動C、2s時和3s時振子的位移相等，運動方向也相同D、振子在2s內完成一次往復性運動1050-5-10t/sx/cm123456AB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（）A、第1s內振子相對于平衡位置的位移與速度方向相反B、第2s末振子相對于平衡位置的位移為-20cmC、第2s末和第3s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D、第1s內和第2s內振子相對于平衡位置的位移方向相同，瞬時速度方向相反。

20-20t/sx/cm0123456D練習五、簡諧運動與勻速圓周運動的關系一、機械振動：1.定義:物體在平衡位置附近所做的往復運動.2.特點:對稱性;周期性.二、彈簧振子模型：1.小球看成質點;2.忽略彈簧質量;