高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 简谐运动学案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 简谐运动学案设计，共3页。


一 弹簧振子
1．机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动。
2．平衡位置：振动物体所受合力为0的位置。
3．弹簧振子：如图所示，带有小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，这样的小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子，简称为振子。
二 简谐运动及其图像
1．弹簧振子的位移—时间图像
(1)建立坐标系：水平的弹簧振子，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。小球在平衡位置右边时它对平衡位置的位移为正，在左边时为负。
(2)绘制图像：用横轴表示振子运动的时间t，纵轴表示振子在振动过程中离开平衡位置的位移x，振子振动的x ­t图像如图所示，是一条正弦(或余弦)曲线。
2．简谐运动
(1)定义：如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x ­t图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。
(2)特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动。
3．简谐运动的振动图像(x ­t图像)
如图所示：
(1)简谐运动的振动图像描述振动物体的位移随时间的变化规律。
(2)简谐运动的振动图像是正弦(或余弦)曲线，从图像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。
重难问题探究
1、机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动。
2、简谐运动是最简单、最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动。
基础小题试练
1.一个水平弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置向右运动，经过0.17s时，振子运动情况是( )
A.正在向右做减速运动B.正在向左做减速运动
C.正在向右做加速运动D.正在向左做加速运动
2.如图所示，弹簧振子在之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立轴。向右为x轴的正方向。若振子位于B点时开始计时，则其振动图像为( )
A.B.
C.D.
3.弹簧振子的振幅增大为原来的2倍时，下列说法正确的是( )
A.周期增大为原来的2倍B.周期减小为原来的
C.周期不变D.以上说法都不正确
答案以及解析
1.答案：C
解析：根据题意，以水平向右为坐标的正方向，振动周期是0.025s，振子从平衡位置开始向右运动，经过0.17s时，完成了到之间，因此振子正在向右加速运动到平衡位置。
故选C。
2.答案：A
解析：由题意：设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，故A正确。
3.答案：C
解析：弹簧振子的周期公式为，故周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关，与振幅无关，C正确。故选C