第十一章機(jī)械振動《第1節(jié) 簡諧運(yùn)動》課件

第十一章機(jī)械振動第1節(jié)簡諧運(yùn)動

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道什么是機(jī)械振動，什么是簡諧運(yùn)動，知道兩種運(yùn)動的特征。

2.知道簡諧運(yùn)動的圖象是一條正弦或余弦曲線。3.正確理解簡諧運(yùn)動圖象的物理意義。高中階段我們學(xué)過的運(yùn)動形式有哪些?直線運(yùn)動曲線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動變速直線運(yùn)動勻變速直線運(yùn)動變加速直線運(yùn)動拋體運(yùn)動圓周運(yùn)動平拋運(yùn)動類平拋運(yùn)動斜拋運(yùn)動勻速圓周運(yùn)動變速圓周運(yùn)動知識回顧觀察下圖幾個(gè)常見的運(yùn)動，具有什么共同特點(diǎn)？小鳥飛離樹枝后樹枝的顫動被手撥動的彈簧片左右往復(fù)運(yùn)動小孩蕩秋千的運(yùn)動擺鐘在最低點(diǎn)附近的往復(fù)運(yùn)動觀察分析物體（或物體的一部分）以某一位置（平衡位置）為中心的往復(fù)運(yùn)動。叫做機(jī)械振動。簡稱振動。一、機(jī)械振動新課內(nèi)容平衡位置物體原來靜止時(shí)的位置（一般情況下指物體在沒有振動時(shí)所處的位置）

判斷下列物體的運(yùn)動是否是機(jī)械振動：K1K2新課內(nèi)容2.條件：（1）忽略摩擦力等各種阻力；（2）小球看成質(zhì)點(diǎn)；

（3）忽略彈簧質(zhì)量。

1.定義: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。彈簧+小球二、彈簧振子新課內(nèi)容理想化模型1、振子的位移x:都是相對于平衡位置的位移。下面左圖中如果規(guī)定在O點(diǎn)右邊為正，則在左邊為負(fù)。XA為正，XB為負(fù)2、振幅（A）：振動物體離開平衡位置的最大距離說明：（1）標(biāo)量。（2）物理意義：反映振動物體振動的強(qiáng)弱。三、彈簧振子的位移---時(shí)間圖象（振動圖像）新課內(nèi)容三、彈簧振子的位移---時(shí)間圖象（振動圖像）新課內(nèi)容1.利用頻閃照相拍攝思考：圖像中的白點(diǎn)是小球的運(yùn)動軌跡么?第一個(gè)1/2周期：時(shí)間t(s)0t02t03t04t05t06t0位移x(cm）-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0第二個(gè)1/2周期：時(shí)間t(s)6t07t08t09t010t011t012t0位移x(cm)20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.02.描點(diǎn)作圖法三、彈簧振子的位移---時(shí)間圖象（振動圖像）新課內(nèi)容橫坐標(biāo)：振動時(shí)間t縱坐標(biāo)：振子相對于平衡位置的位移2.描點(diǎn)作圖法三、彈簧振子的位移---時(shí)間圖象（振動圖像）新課內(nèi)容

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(yùn)動，筆在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象。3.描圖記錄法三、彈簧振子的位移---時(shí)間圖象（振動圖像）新課內(nèi)容3.描圖記錄法體驗(yàn)：一同學(xué)勻速拉動一張白紙，另一同學(xué)沿與紙運(yùn)動方向相垂直方向用筆往復(fù)畫線段，觀察得到的圖象。三、彈簧振子的位移---時(shí)間圖象（振動圖像）新課內(nèi)容這種記錄振動的方法在實(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，都是用類似的方法記錄振動情況的。繪制地震曲線的裝置心電圖三、彈簧振子的位移---時(shí)間圖象（振動圖像）

上圖中畫出的小球運(yùn)動的x—t圖象很像正弦曲線，是不是這樣呢？

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(yīng)的表達(dá)式，然后在曲線中選小球的若干個(gè)位置，用刻度尺在圖中測量它們的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，代入所寫出的正弦函數(shù)表達(dá)式中進(jìn)行檢驗(yàn)，看一看這條曲線是否真的是一條正弦曲線。

方法一驗(yàn)證法:方法二擬合法:

在圖中，測量小球在各個(gè)位置的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，把測量值輸入計(jì)算機(jī)中作出這條曲線，然后按照計(jì)算機(jī)提示用一個(gè)周期性函數(shù)擬合這條曲線，看一看彈簧振子的位移——時(shí)間的關(guān)系可以用什么函數(shù)表示。三、彈簧振子的位移---時(shí)間圖象（振動圖像）1．位移—時(shí)間圖象：以小球的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，用橫坐標(biāo)表示振子振動的時(shí)間，縱坐標(biāo)表示振子的位移，建立坐標(biāo)系，得到位移隨時(shí)間變化的情況—振動圖象2．物理意義：反映了振子的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律。3．特點(diǎn)：彈簧振子的位移—時(shí)間圖象是一條正弦或余弦曲線。新課內(nèi)容三、彈簧振子的位移---時(shí)間圖象(振動圖像)1．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，即它的振動圖象(x－t圖象)是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運(yùn)動。2．特點(diǎn)：簡諧運(yùn)動是最簡單、最基本的振動，其振動過程關(guān)于平衡位置對稱，是一種周期性的往復(fù)運(yùn)動。3.簡諧運(yùn)動的典例：（1）彈簧振子（2）單擺四、簡諧運(yùn)動新課內(nèi)容4.運(yùn)動性質(zhì)：簡諧運(yùn)動是一種周期性的變加速運(yùn)動。5.簡諧運(yùn)動的能量：（1）簡諧運(yùn)動中動能和勢能相互轉(zhuǎn)換，總的機(jī)械能保持守恒。（2）在平衡位置動能最大，勢能最小。四、簡諧運(yùn)動新課內(nèi)容課堂訓(xùn)練1、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(shí)間內(nèi)振子向平衡位置運(yùn)動C、2s時(shí)和3s時(shí)振子的位移相等，運(yùn)動方向也相同D、振子在2s內(nèi)完成一次往復(fù)性運(yùn)動1050-5-10t/sx/cm123456AB小結(jié)1.機(jī)械振動：物以某一位置為中心的往復(fù)運(yùn)動。簡稱為振動。

平衡位置：振子原來靜止時(shí)的位置

位移（x）:都是相