高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册简谐运动课堂教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册简谐运动课堂教学课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了如何确定，BDE，CDE等内容，欢迎下载使用。
思考：我们以前学过哪些运动形式？
加速度大小方向都不变的匀变速直线运动。（自由落体运动）
加速度大小方向都不变的匀变速曲线运动。（平抛运动）
加速度大小不变方向改变的变加速曲线运动。（匀速圆周运动）
树梢在微风中的摇曳，钟摆来回摆动，秋千摇晃，鼓面上下振动、琴弦振动……这些运动的共同点是什么？
上述物体总是在某一位置附近做往复性的运动。
（1）围绕着“中心”位置
这些运动的共同特点是什么？
1、定义：物体在平衡位置附近的往复运动。
2、运动特点：（1）平衡位置——“对称性”。 振动停止时物体所在的位置（2）往复运动——“周期性”
回复力——受到一个指向平衡位置的力，该力的效果使物体回到平衡位置
　　如图，把一个有孔的小球连接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动。弹簧未变形时，小球所受合力为 0，处于平衡位置(equilibrium psitin)。把小球拉向右方，然后放开，它就在平衡位置附近运动起来。
思考：（1）小球的振动是机械振动吗？（2）小球怎样才能持续振动？（3）小球可以看作质点吗？
小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，简称振子。
（3）忽略弹簧的质量；(m球≫m弹簧)
（4）弹簧始终在弹性限度内。
思考：振子的运动是怎样一种运动呢？
而弹簧振子总在平衡位置附近做往复运动，出发点可能是其中任一位置，描述振动位置变化时，相对其出发点的距离可能会很复杂，怎样规定更合适？
机械振动的位移，应为平衡位置指向末位置的有向线段。
描述一般机械运动位置变化大小和方向时，是相对初位置而言。
即位移为初位置指向末位置的有向线段
1. 可以用哪些物理量来描述小球的运动？
位移x 、速度v 、加速度a
物体未振动时，静止不动的位置
以平衡位置为坐标原点O，
位移x都是指相对于平衡位置的位移。
O点右边位移为正；O点左边位移为负。
把小球拉向右方，然后放开，它就在平衡位置附近振动起来。
由平衡位置指向振子所在位置的有向线段
X既表示小球的位移又表示小球的位置坐标！
弹簧振子的位移—时间图象
那么，弹簧振子位移变化规律如何:
1.弹簧振子的运动轨迹是怎样的？
2.如何探究某一时刻，弹簧振子的位置？
3.怎么才能得到小球位移与时间的关系？
简谐运动几个物理量的变化情况：
频闪仪每隔 0.05 s 闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，从而得到闪光时小球的位置，相邻两个位置之间的时间相隔为 0.05 s。拍摄时底片从下向上匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像。
在弹簧振子的小球上安装一只绘图笔，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。
思考：1、振动图象是指什么图象？横纵坐标分别是什么？ 2、要达到这个目的，在实验中应该注意什么事项？
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向用笔往复画线段，观察得到的图象。
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。
振子的位移与时间的关系很像正弦函数的关系。
假定图像为正弦曲线，测量它的振幅与周期，写出正弦函数表达式。
注意：表达式计时开始位移为0，随后位移增加并为正；将每一个位移对应的振动时间（测量值）数值代入表达式求出函数值，比较测量值与函数值是否相等，若可视相等，则为正弦曲线。
如图，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标。把测量值输入计算机中，作出这条曲线，看一看小球的位移—时间关系是否可以用正弦函数表示。
通过仔细分析会发现，图示小球位移与时间的关系是正弦函数关系。
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（x—t图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
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，是一种往复运动．
2．运动特点：位移随时间按正弦规律变化
实质：变力作用下的非匀变速运动
3．受力特点：随位移线性变化的力，方向指向平衡位置
弹簧振子的运动是一种典型的简谐运动
3、位移、速度、加速度特点
(1)位移：从平衡位置指向振子所在位置的有向线段
(2)速度：①平衡位置处速度最大，远离平衡位置速度减小
每经过平衡位置位移方向发生改变；远离平衡位置时位移增大，靠近平衡位置时位移减小。
大小：平衡位置到振子所在位置的距离
方向：平衡位置指向振子所在位置，始终背离平衡位置
②每经过最大距离处速度方向发生改变，
③远离平衡位置（位移增大）时速度方向和位移方向相同，靠近平衡位置（位移减小）时速度方向和位移方向相反。
(3)加速度：线性力 随距离增加而增大
注意：平衡位置处加速度不一定为零！
(1)简谐运动的图象是振动物体的位移随时间的变化规律．(2)简谐运动的图象是正弦(或余弦)曲线，从图象上可直接看出不同时刻振动质点的位移大小和方向、速度大小和方向的变化趋势．
1. (多选)下列说法正确的是(　 　 )A．乒乓球在地面上的上下运动是机械振动B．平衡位置就是物体振动范围的中心位置C．秋千在空中来回运动是机械振动D．浮于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动是机械振动
2．如图所示是某振子做简谐运动的图象，以下说法中正确的是A．因为振动图象可由实验直接得到，所以图象就是振子实际运动的轨迹B．振动图象反映的是振子位移随时间变化的规律，并不是振子运动的实际轨迹C．振子在B位置的位移就是曲线BC的长度D．振子运动到B点时的速度方向沿x轴负方向E．振子运动到C点时，加速度为零，速度最大
3.下图为某物体做简谐运动的图像，下列说法正确的是(　　) A. 由P→Q 位移在增大 B. 由P→Q 速度在增大 C. 由M→N 速度是先减小后增大 D. 由M→N 位移始终减小
4．如图所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定组成一个振动系统，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，下列说法正确的是( 　　)A．钢球运动的最高处为平衡位置B．钢球运动的最低处为平衡位置C．钢球速度最大处为平衡位置D．钢球原来静止时的位置为平衡位置E．钢球在平衡位置时所受合力为零