《江西省吉安县第三中学高中物理选修3-4：11.1 简谐运动 课件 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江西省吉安县第三中学高中物理选修3-4：11.1 简谐运动 课件 .pptx（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章 机械振动 第一节 简谐运动 人教版选修3 4 课标定位 学习目标 1 知道机械振动 平衡位置的概念 2 理解弹簧振子这一物理模型 3 知道什么是简谐运动 4 知道简谐运动的振动图象为一正弦曲线 理解其 物理意义 重点难点 1 简谐运动的含义以及简谐运动的图象 2 根据简谐运动的图象弄清各时刻质点的位移 路 程及运动方向 导 一 弹簧振子 1 平衡位置 振子原来 时的位置 2 机械振动 振子在 附近所做 的 运动 叫机械振动 简称 静止 平衡位置 往复振动 思 3 振子模型 如图11 1 1所示 如果球与杆之间的摩擦可以 且弹簧的质量与小球的质量相比也 可以 则该装置为弹簧振子 图11
2、 1 1 忽略 忽略 二 弹簧振子的位移 时间图象 1 频闪照相法 1 建立坐标系 以小球的 为坐标 原点 沿 方向建立坐标轴 2 振子位置的确定 频闪照相 拍摄时底片从下 向上 垂直于振动方向 运动 2 用数码相机和计算机绘制 平衡位置 振动 匀速 三 简谐运动及其图象 1 定义 如果质点的位移与时间的关系遵从 函数的规律 即它的振动图象 x t图象 是 一条 曲线 这样的振动叫做简谐运动 2 特点 简谐运动是最简单 最基本的 其振动过程关于 对称 是一种 运动 弹簧振子的运动就是 正弦 正弦 振动 平衡位置 周期性 简谐运动 3 简谐运动的图象 x t图象 如图11 1 2所示 1 建立坐
3、标系 在简谐运动的图象中 以横轴表 示 以纵轴表示 图11 1 2 时间位移 2 物理意义 振动图象表示振动物体 随 的 变化规律 3 图象的应用 医院里给病人做的 地震仪中绘制的地震曲线等 离开平衡位置的位移 时间 心电图 11 1 简谐运动 一 弹簧振子 弹簧振子的运动有 什么特点 往复性 有一个中心位置 平衡位置 物体保 持静止状态时所处的位置 思考 议 点击观看动画 弹簧振子 弹簧振子的特点 理想化处理 忽略摩擦力 忽略弹簧质量 平衡位置 原来静止的位置 运动特征 沿直线或弧线以平衡位置做往复周 期性运动 展评 弹簧振子的位移 大小 方向 弹簧振子的速度 大小 方向 弹簧振子 讨论 议
4、 二 弹簧振子的位移 时间图象 1 得到弹簧振子的x t图象 描点法得x t图象 二 弹簧振子的位移 时间图象 1 得到弹簧振子的x t图象 沙漏得x t图象 二 弹簧振子的位移 时间图象 1 得到弹簧振子的x t图象 钢球上下振动得x t图象 2 图象意义 表示一个振子不同时刻所 在的位置或者一个振子位 移随时间的变化规律 三 简谐运动及其图象 1 确定x t图象是正弦函数图象 a 方法一 测量横纵坐标代入正弦函数的 表达式检验 b 方法二 测量横纵坐标输入计算机作图 拟合 2 简谐运动 质点的x与t遵从正弦函数 或 者余弦函数 的规律 即x t图 象是一条正弦曲线 展评 3 记录振动图象的
5、方法 地震仪 类型一类型一类型一类型一简谐运动中各物理量的变化规律 1 一弹簧振子做简谐运动 下列说法正确的是 A 位移为负 则速度为正 加速度也一定为正 B 振子通过平衡位置时 速度为零 加速度为零 C 振子通过平衡位置时 加速度相同 速度相同 D 振子通过相同的位置时 加速度相同 速度不 一定相同 检 精讲精析 位移为负 速度可能为正 也可 能为负 选项A错 振子通过平衡位置时 加速度 为零 但速度不为零且方向可能相反 选项B C 错 加速度随位移的改变而改变 故选项D对 答案 D 方法总结 位移和速度都是矢量 矢量相同 必须是大小和方向都相同 2 如图11 1 9所示是某质 点做简谐运动
6、的振动图象 根 据图象中的信息 回答下列问 题 1 质点在第2 s末的位移为多少 2 质点振动过程中的最大位移为多少 3 在前4 s内 质点经过的路程为多少 类型二类型二类型二类型二振动位移和路程的计算 图11 1 9 思路点拨 解此类题时 首先要理解x t图象的 意义 其次要把x t图象与质点的实际振动过程联系 起来 精讲精析 1 由x t图象可以读出2 s末质点的位 移为零 2 质点的最大位移在前4 s发生在1 s末和3 s末 位 移大小为10 cm 3 前4 s质点正好完成一个往复的全振动 先朝正 方向进行了距离为10 cm的一个来回 又在负方向 上进行了一个 10 cm距离的来回 故总
7、路程为40 cm 答案 1 0 2 10 cm 3 40 cm 方法总结 解此类问题时 首先要理解x t图 象的意义 其次要把x t图象与质点的实际振动过 程联系起来 3 有一辆大货车在水平路面上行驶 货物随车 厢底板上下振动而不脱离底板 设货物在竖直方 向上做简谐运动 则货物对底板压力最小的时刻 是 A 货物通过平衡位置向上时 B 货物通过平衡位置向下时 C 货物向上达到最高点时 D 货物向下达到最低点时 类型三类型三类型三类型三实际中的振动 自主解答 由于货物竖直向上做简谐运动 当 货物通过平衡位置时速度最大 加速度为零 故物 体受力平衡 此时货物对底板的压力恰等于物体的 重力 当货物通过平衡位置向上运动时 位移x的方 向向上 加速度a一定向下 即货物处于失重状态 当货物到达最高点时 x的值最大 a的值最大 此 时货物对底板的压力最小 同理 当货物向下到达 最低点时 位移x最大且方向向下 故货物有向上且 最大的加速度 货物处于超重状态 此时货物对底 板的压力最大 故C项正确 答案 C 方法总结 应用理论知识解决与生产 生活 相关的实际问题时 应注意把实际问题转化成物 理模型 然后选择相应的规律解答 本题货物在 竖直方向上的运动就可看成简谐运动的模型
