粤教版 (2019)选择性必修 第一册第一节 简谐运动精品课件ppt

这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第一册第一节 简谐运动精品课件ppt，共22页。PPT课件主要包含了机械振动，弹簧振子，1定义，课堂小结等内容，欢迎下载使用。

现象观察：鼓面、湖水和琴弦都在来回的振动。
思考：这些运动他们都有些什么共同的特征？
（1）概念：物体（或者物体的一部分）在某一中心位置（平衡位置）两侧所做的往复运动叫作机械振动，简称振动。（2）特征 ①有一个“中心位置”,即平衡位置，也是振动物体静止时的位置； ②运动具有往复性【注意】振动的轨迹可能是直线也可以是曲线
【情景】把一个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。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。把小球拉向右方，然后放开，它就在平衡位置附近运动起来。
把小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子，有时也简称为振子。
【思考】建立理想化的弹簧振子模型要满足什么条件？小球看成质点不计空气阻力弹簧的质量与小球相比可以忽略（弹簧是轻弹簧）杆要尽可能光滑振子的最大位移必须在弹簧的弹性限度内
（2）平衡位置(O)：振子（即小球）原来处于静止时的位置（如图1）【注意】：在平衡位置，弹簧不一定处于原长（3）振子的位移x：振子相对于平衡位置的位移。简谐运动中的位移以平衡位置O点为起始位置，小球振动时所在的位置为末位置（即相对平衡位置的位移）。若规定水平向右为正方向。小球在平衡位置的右边时它的位移x为正（如图2），在左边时位移x为负（如图3）。
（1）定义：使弹簧振子在平衡位置附近做往复运动的力叫做回复力。（2）特点和表达式：在弹性限度内，振子所受到的回复力F的大小跟振子偏离平衡位置的位移x的大小成正比，即F=-kx（3）回复力的方向：跟振子偏离平衡位置的位移相反（或总是指向于平衡位置）
3. 弹簧振子的回复力
1. 弹簧振子的位移——时间图像（x-t）（1）全振动：振子往复运动一次（2）简谐运动及图像：正弦或余弦函数【注意】振动图像是位移随时间变化的规律，不是振子的运动轨迹
1. 振子运动过程中个物理量的变化
总结：（1）平衡位置：位移为零，回复力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，弹性势能最小； （2）振幅处：位移最大，回复力最大，加速度最大，速度最小，动能最小，弹性势能最大；
2. 周期性的往复运动
【讨论与交流】振子在振动过程中，离开平衡位置的距离、回复力、加速度、速度和能量具有什么特征？
在回复力作用下，振子在振动过程中离开平衡位置的距离、加速度、速度、动能、弹性势能等在每个周期里完全重复。这样的运动叫作周期性往复运动。
【典例1】对于下面甲、乙、丙、丁四种情况，可认为是简谐运动的是（　　）  ①甲：倾角为θ的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开，空气阻力可忽略②乙：粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动③丙：小球在半径为R的光滑球面上的A、B（AB=R）之间来回运动④丁：小球在光滑固定斜面上来回运动A．只有① B．只有①②C．只有①②③ D．都可以
【典例2】如图所示，在光滑水平面上有一轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的小球相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小球位于O点。现使小球以O点为平衡位置，在A、B两点间沿光滑水平面做简谐运动，关于这个弹簧振子做简谐运动的过程，下列说法正确的是（　　）A．小球经过平衡位置O时速度最大B．小球经过平衡位置O时加速度最大C．小球每次通过同一位置时的速度一定相同D．小球经过平衡位置O时振幅最小
【典例3】如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移-时间图像， 下列有关该图像的说法不正确的是（　　）A．该图像的坐标原点是建在弹簧振子的平衡位置B．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移， 让底片沿垂直x 轴方向匀速运动C．从图像可以看出小球在振动过程中是沿t 轴方向移 动的D．图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
1、定义：物体在平衡位置（O）附近做周期性的往复运动；2、平衡位置：物体静止不动时的位置3、回复力：物体受到总是指向平衡位置的力；4、表达式：F=-kx5、特点：周期性的往复运动