人教版 (2019)选择性必修 第一册1 简谐运动课堂教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册1 简谐运动课堂教学ppt课件，共23页。PPT课件主要包含了复习回顾，匀速直线运动，圆周运动，抛体运动，匀变速直线运动，新知导入，新知讲解，机械振动，理性化模型，图像的获取方式等内容，欢迎下载使用。

进入高中以来，我们主要学习了哪些运动形式？
钟摆来回摆动，水中浮标上下浮动，担物行走时扁担下物体的颤动，树梢在微风钟的摇摆在生活中我们会观察到很多类似这样的运动。这些运动的共同特点是什么？
（1）平衡位置——“对称性”，合力为零。
1.定义：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）往复运动——“周期性”。
平衡位置：物体原来静止时的位置。
如图，把一个有小孔的小球链接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动。弹簧的质量与小球相比可以忽略。小球运动时空气阻力很小，也可以忽略。弹簧未形变时，小球所受合力为0，处于平衡位置。把小球蜡像右方，然后放开，它就在平衡位置附件运动起来。
我们发现小球与弹簧组成的系统的运动符合机械振动的特征，属于机械振动。
（1）小球看成质点；（2）不计一切阻力；（3）弹簧的质量与小球相比可以忽略；（4）小球离开平衡位置的位移在弹簧弹性限度内。
1.概念：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。
二、弹簧振子——理想化模型
三、弹簧振子的位移—时间图
1.位置坐标x：小球的位置坐标反映了小球相对于平衡位置的位移，小球的位置-时间图像就是小球的位移-时间图像。
坐标原点?－平衡位置
规定在O点右边时位移为正，左边时位移为负。
怎样才能得到小球位移与时间的关系？
要想得到位移-时间的关系，关键在于记录不同时刻小球的位置，为了便于分析，最好是相等时间间隔的位置。利用频闪照相、照相机连拍，或用摄像机后逐帧观察的方式，都可以得到相等时间间隔的不同时刻小球的位置。
用数码相机和计算机绘制弹簧振子的x-t图像
【提示】从获得的弹簧振子的x-t图像可以看出小球位移与时间的关系似乎可以用正弦函数来表示。
上图中画出的小球运动的x-t图象又怎样的特点呢？
如何弹簧振子中小球的位移与时间的关系是否遵循正弦函数的规律？
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。
在图中，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，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。
结论：弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线。
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）是一条正弦函数，这样的振动时一种简谐运动。简谐运动时最基本的机械振动。
2.图像的意义：表示一个振子不同时刻所在位置或者一个振子位移随时间的变化规律，不是轨迹。
（1）任意时刻质点位移的大小和方向。如图甲所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和-x2。
（2）任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置。如图乙中a点，下一时刻离平衡位置更远，故a点此刻向右振动。图乙中b点，下一时刻离平衡位置更近，故b此刻向右振动。
（3）斜率：该时刻速度的大小和方向。
如图所示，物体A与B间运动，O点为平衡位置，C和D两点关于O点对称，则有：
（1）时间的对称性：tOB=tBO=tOA=tAO，tOD=tDO=tOC=tCO，tDB=tBD=tAC=tCA。
（2）速度的对称性： ①物体连续两次经过同一点（如D点）的速度大小相等、方向相反。 ②物体经过关于O点对称的两点（如C点与D点）时的速度大小相等、方向可能相同、也可能相反。
（3）位移和加速度的对称性： ①物体连续两次经过同一点（如D点）时，位移和加速度均相同。 ②物体经过关于O点对称的两点（如C点与D点）时，位移与加速度均大 小相等、方向相反。
（4）动能、势能、机械能的对称性： ①物体连续两次经过同一点（如D点）时的动能、势能、机械能均相等。 ②物体经过关于O点对称的两点（如C点与D点）时的动能、势能、机械 能均相等。
1、机械振动：物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做往复运动。 通常简称为振动。2、弹簧振子理性化模型：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，既它的 振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线 。
（1）振子的位移相同时，速度也相同。（ ） （2）简谐运动的图象都是正弦或余弦曲线。（ ） （3）弹簧振子的运动是简谐运动。（ ） （4）弹簧振子的平衡位置都在原长处。（ ） （5）振动的物体可以做直线运动，也可以做曲线运动。（ ）
1．关于简谐运动，下列说法中正确的是（　　）A.弹簧振子的运动是简谐运动B.简谐运动就是指弹簧振子的运动C.简谐运动是匀变速运动D.简谐运动是机械运动中最简单、最基本的一种
2．（多选）下列运动中属于机械振动的是（ ） A．小鸟飞走后树枝的运动B．爆炸声引起窗子上玻璃的运动C．匀速圆周运动D．竖直向上抛出的物体的运动E．人说话时声带的振动
3．（多选）下图表示一简谐运动的图像，下列说法正确的是（　　）A. t1时刻振子正通过平衡位置向x轴正方向运动B. t2时刻振子位于负最大位移处C. t3时刻振子速度最大，加速度为零D.该图像是从平衡位置开始计时画出的
5．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
1、教材34页练习与应用；2、对应章节练习册。