《2017-2018学年高中物理 第十一章 机械振动 第1节 简谐运动学案 新人教版选修3-4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理 第十一章 机械振动 第1节 简谐运动学案 新人教版选修3-4（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.简谐运动学 习 目 标知 识 脉 络1.了解什么是机械振动，什么是简谐运动2理解简谐运动的位移时间图象的物理意义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线(重点)3经历对简谐运动运动学特征的探究过程，掌握用图象描述运动的方法(难点)【重点难点】1. 形成简谐运动的概念和认识它的位移与时间的函数图像；2. 简谐运动位移与时间函数关系的建立。【课前预习】一、机械振动 1定义：物体（或物体的一部分）在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动。2产生振动的必要条件：有回复力存在；阻力足够小。3回复力的特点：回复力是使物体回到平衡位置的力，它是按力的作用效果命名的，回复力可能是一个力，也可能是一个力的
2、分力，还可能是几个力的合力。回复力的方向始终指向平衡位置，回复力是时刻变化的力。二、简谐运动 1物体在跟位移成正比，而且总是指向平衡位置的力作用下的振动叫简谐运动。2回复力F和加速度a与位移x的关系：, 。注意：“”号表示回复力的方向与位移方向相反，即总是指向平衡位置。k是比例系数，不能理解成一定是弹簧的劲度系数，只有弹簧振子，才等于劲度系数。机械振动不一定是简谐运动，简谐运动是最简单、最基本的振动。3偏离平衡位置的位移：由于振子总是在平衡位置两侧移动，如果我们以平衡位置作为参考点来研究振子的位移就更为方便。这样表示出的位移称为振动的位移。它的大小等于该点与平衡位置之间的距离，方向由平衡位置指
3、向物体所在位置。注意：偏离平衡位置的位移是以平衡位置为起点，以平衡位置为参考位置。某段时间内的位移，是默认以这段时间内的初位置为起点。4简谐运动的对称性：做简运动的质点，在距平衡位置等距离的两点上时，具有大小相等的速度和加速度，在O点左右相等的距离上的运动时间也是相同的。【预习检测】1. 简谐运动属于下列哪一种运动( )A.匀速运动 B.匀变速运动C.非匀变速运动 D.机械振动2. 弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中( )A.振子所受的弹力逐渐增大B.振子的位移逐渐增大C.振子的速度逐渐减小D.振子的加速度逐渐减少3. 如图所示,为质点P在04 s内的振动图象，下列
4、叙述正确的是( )A.再过1 s，该质点的位移是正向最大B.再过1 s，该质点的速度方向向上C.再过1 s，该质点的加速度方向向上D.再过1 s，该质点的加速度最大【参考答案】【预习检测】1. CD 2.D 3. AD 堂中互动【典题探究】例1如图所示，质量为m的物质自斜面处的A点，由静止下滑，若斜面光滑，（两斜面在B处以光滑圆弧相连接，物体通过B处无能量损失），则物体在A、C间往复运动，这种往复运动（ ）A. 是机械振动B不是机械振动C是简谐运动D不是简谐运动解析：根据机械振动的定义可知，物体做的是机械振动，但物块在运动过程中所收的合力，即回复力是恒力，不随位移的大小的变化而变化，所以物体做
5、的不是简谐运动，所以本题应选AD答案：AD例2物体做简谐运动时，下列判断中正确的是（ ）A在平衡位置加速度最大。B在平衡位置速度最大。C在运动路径两端速度最大。D在运动路径两端加速度最小。解析：物体在平衡位置时，位移x=0，加速度a=0。在运动路径两端时，位移最大，加速度也最大，所以A、D都错。物体在运动路径两端时，速度都等于零，C错。从两端向平衡位置运动时，物体作加速度大小在变小、速度大小在变大的变加速运动，至平衡位置时速度达最大。B正确。答案：BOx例3轻质弹簧上端固定在天花板上，下端悬挂物体m，弹簧的劲度系数为k，现将物体从平衡位置向下拉开一段距离后释放，试证明物体的运动是简谐振动。解析
6、：如图所示，设振子的平衡位置为O，向下方向为正方向，此时弹簧的形变为 ，根据胡克定律及平衡条件有 当振子向下偏离平衡位置为时，回复力（即合外力）为 将代人得： ，可见，重物振动时的受力符合简谐运动的条件。1机械振动的理解(1)机械振动的特点：振动的轨迹：可能是直线，也可能是曲线平衡位置：质点原来静止时的位置从受力角度看，应该是振动方向上合力为零的位置振动的特征：振动具有往复性(2)振动的条件每当物体离开平衡位置后，它就受到一个指向平衡位置的力，该力产生使物体回到平衡位置的效果(这样的力称为回复力，在第3节中我们将学到)受到的阻力足够小如果物体只受到指向平衡位置的力而阻力为零，则物体做自由振动，
7、当然这是一种理想模型2弹簧振子的位移时间图象 (1)弹簧振子位移时间图象的获得建立坐标系：以小球的平衡位置为坐标原点，沿着它的振动方向建立坐标轴，规定小球在平衡位置右边时，位移为正，在平衡位置左边时，位移为负绘制图象：用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的位置，得到如图1114所示的图象图1114分析：因为摄像底片做匀速运动，底片运动的距离与时间成正比因此，可用底片运动的距离代表时间轴，振子的频闪照片反映了不同时刻振子离开平衡位置的位移，也就是位移随时间变化的规律(2)图象的含义反映了振动物体相对于平衡位置的位移随时间变化的规律，弹簧振子的位移时间图象是一个正(余)弦函数图象在校园的时候曾经梦想去桂林，到那山水甲天下的阳朔仙境，漓江的水呀常在我心里流，去那美丽的地方是我一生的期望，有位老爷爷他退休有钱有时间，他给我描绘了那幅美妙画卷，刘三姐的歌声和动人的传说，亲临其境是老爷爷一生的心愿，我想去桂林呀，我想去桂林，可是有时间的时候我却没有钱，我想去桂林呀，我想去桂林，可是有了钱的时候我却没时间3
