《宁夏回族自治区银川市高中物理 第十一章 机械振动 第1节 简谐运动课件 新人教版选修3-4》由会员分享,可在线阅读,更多相关《宁夏回族自治区银川市高中物理 第十一章 机械振动 第1节 简谐运动课件 新人教版选修3-4(20页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、,第十一章 机械振动,第1节 简谐运动,学习目标,1.知道什么是机械振动,什么是简谐运动,知道两种运动的特征。 2.知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 3.正确理解简谐运动图象的物理意义。,高中阶段我们学过的运动形式有哪些?,直线运动,曲线运动,匀速直线运动,变速直线运动,匀变速直线运动,变加速直线运动,抛体运动,圆周运动,平抛运动 类平抛运动,斜抛运动,匀速圆周运动,变速圆周运动,观察下图几个常见的运动,具有什么共同特点?,小鸟飞离树枝后树枝的颤动,被手拨动的弹簧片左右往复运动,小孩荡秋千的运动,摆钟在最低点附近的往复运动,物体(或物体的一部分)以某一位置(平衡位置)为中心的往复运动。
2、叫做机械振动。简称振动。,一、机械振动,平衡位置,物体原来静止时的位置(一般情况下指物体在没有振动时所处的位置),判断下列物体的运动是否是机械振动:,2.条件 :(1)忽略摩擦力等各种阻力; (2)小球看成质点; (3)忽略弹簧质量。,1.定义:小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子,有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。,弹簧+小球,二、弹簧振子,理想化模型,1、振子的位移x:都是相对于平衡位置的位移。,下面左图中如果规定在O点右边为正,则在左边为负。XA为正,XB为负,2、振幅(A):振动物体离开平衡位置的最大距离,说明:,(1)标量。,(2)物理意义:反映振动物体振动的强弱。,三、弹簧振
3、子的位移-时间图象(振动图像),三、弹簧振子的位移-时间图象(振动图像),1.利用频闪照相拍摄,思考:图像中的白点是小球的运动轨迹么?,第一个1/2周期:,第二个1/2周期:,2.描点作图法,三、弹簧振子的位移-时间图象(振动图像),横坐标:振动时间t,纵坐标:振子相对于平衡位置的位移,2.描点作图法,三、弹簧振子的位移-时间图象(振动图像),在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动,笔在纸带上画出的就是小球的振动图象。,3.描图记录法,三、弹簧振子的位移-时间图象(振动图像),3.描图记录法,体验:一同学匀速拉动一张白纸,另一同学沿与纸运动方向相垂直方
4、向用笔往复画线段,观察得到的图象。,三、弹簧振子的位移-时间图象(振动图像),这种记录振动的方法在实际中有很多应用。医院里的心电图及地震仪中绘制的地震曲线等,都是用类似的方法记录振动情况的。,绘制地震曲线的装置,心电图,三、弹簧振子的位移-时间图象(振动图像),上图中画出的小球运动的xt图象很像正弦曲线,是不是这样呢?,假定是正弦曲线,可用刻度尺测量它的振幅和周期,写出对应的表达式,然后在曲线中选小球的若干个位置,用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标,代入所写出的正弦函数表达式中进行检验,看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。,方法一 验证法:,方法二 拟合法:,在图中,测量小球在各个位置的
5、横坐标和纵坐标,把测量值输入计算机中作出这条曲线,然后按照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线,看一看弹簧振子的位移时间的关系可以用什么函数表示。,三、弹簧振子的位移-时间图象(振动图像),1位移时间图象:以小球的平衡位置为坐标原点,用横坐标表示振子 振动的时间,纵坐标表示振子的位移,建立坐标系,得到位移随时间变化的情况振动图象 2物理意义:反映了振子的 位移 随 时间 的变化规律。 3特点:弹簧振子的位移时间图象是一条正弦或余弦曲线。,三、弹簧振子的位移-时间图象(振动图像),1定义:如果质点的位移与时间的关系遵从 正弦 函数的规律,即它的振动图象(xt图象)是一条 正弦 曲线,这样的振动
6、叫做简谐运动。 2特点:简谐运动是最简单、最基本的振动,其振动过程关于 平衡位置 对称,是一种周期性的 往复 运动。 3.简谐运动的典例:(1)弹簧振子 (2)单摆,四、简谐运动,4.运动性质:简谐运动是一种周期性的变加速运动。 5.简谐运动的能量: (1)简谐运动中动能和势能相互转换,总的机械能保持守恒。 (2)在平衡位置动能最大,势能最小。,四、简谐运动,课堂训练,1、某一弹簧振子的振动图象如图所示,则由图象判断下列说法正确的是( ) A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cm B、1s到2s的时间内振子向平衡位置运动 C、2s时和3s时振子的位移相等,运动方向也相同 D、振子在2s内完成一次往复性运动,A B,小 结,1.机械振动:物以某一位置为中心的往复运动。简称为振动。 平衡位置:振子原来静止时的位置 位移(x): 都是相对于平衡位置的位移。 振幅(A):振动物体离开平衡位置的最大距离 2.弹簧振子理想化模型:不计阻力、弹 簧的质量与小球相比可以忽略。 3.简谐运动:质点的位移与时间的关系 遵从正弦函数的规律,即它的振动图象 (xt图象)是一条正弦曲。,