人教课标版高中物理选修3-4第十一章机械振动第一节简谐运动PPT课件.ppt

机械振动,授课教师：石劲蕾,选修 34 11.1 简谐运动,选修 34 11.1 简谐运动,进入高中以来，我们主要学习了哪几种形式的运动? 请说出各运动的名称及每种运动所对应的受力情况。,我们学习过的运动,1.匀速直线运动,2.匀变速直线运动,3.平抛运动,4.匀速圆周运动,机械振动是生活中常见的运动形式,选修 34 11.1 简谐运动,生活中的振动,选修 34 11.1 简谐运动,生活中的振动,选修 34 11.1 简谐运动,生活中的振动,选修 34 11.1 简谐运动,生活中的振动,选修 34 11.1 简谐运动,机械振动,1、定义：,物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振动（振动）,2、机械振动的主要特征是：,“空间运动”的往复性和“时间”上的周期性。,最简单的振动现象：简谐运动,平衡位置,平衡位置:,振子原来静止时的位置 （一般情况下指物体在没有振动时所处的位置）,选修 34 11.1 简谐运动,弹簧振子,定义：指理想化处理后的弹簧与小球组成的系统。,弹簧振子的理想化条件：,（1）弹簧的质量相比小球可忽略，可以认为质量集中于小球。,（2）小球需体积很小，可当做质点处理。,（3）忽略一切摩擦及阻力作用。,（4）小球从平衡位置拉开的位移在弹性限度内。,理想化模型,这个小球叫做振子,选修 34 11.1 简谐运动,弹簧振子的位移时间图像,特别强调的是：高中阶段课本研究振动时所说的位移，都是相对于平衡位置的位移。因此书中字母x有双重含义：它既表示小球的位置（坐标），又表示小球的位移。,1、位移x:振动物体的位移x用从平衡位置指向物体所在位置的有向线段表示。都是相对于平衡位置的位移。 如图示，是振子在A、B位置的位移xA和xB,选修 34 11.1 简谐运动,弹簧振子的位移时间图像,2、画法:,坐标原点0：平衡位置,横坐标t：振动时间,纵坐标x：振子偏离平衡位置的位移,规定正方向：在0点右边时位移为正，左边时位移为负.,选修 34 11.1 简谐运动,弹簧振子的位移时间图像,(1)描点法,选修 34 11.1 简谐运动,弹簧振子的位移时间图像,如图是弹簧振子的频闪照片，频闪仪每隔相同闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，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，相邻两个像之间相隔相同时间。,（2）频闪照片,选修 34 11.1 简谐运动,弹簧振子的位移时间图像,(3)记录法,类似应用,绘制地震曲线的装置,选修 34 11.1 简谐运动,3、验证:,弹簧振子的位移时间图像,我们所得到的小球运动的xt图象很像正弦曲线，是不是这样呢？你用什么方法来检验？,思考,方法一 验证法:,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。,方法二 拟合法:,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。,选修 34 11.1 简谐运动,位移随时间变化关系图是正弦或余弦曲线。,弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线.,简谐运动,1、定义：,质点的位移随时间按正弦规律变化的振动.,如：弹簧振子的运动等。,简谐运动是最简单、最基本的振动。,选修 34 11.1 简谐运动,简谐运动的实例,选修 34 11.1 简谐运动,简谐运动,2、振动图象(x-t图象),横坐标时间；纵坐标偏离平衡位置的位移,振动图象是一条正弦曲线.,选修 34 11.1 简谐运动,思考,1、简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？,2、由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？,A、匀变速运动 B、匀速直线运动 C、变加速运动 D、匀加速直线运动,3. 位移、速度特点,位移：,方向始终背离平衡位置，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。,速度：,每经过最大距离处速度方向发生改变，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。,选修 34 11.1 简谐运动,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,例题1：,AB,选修 34 11.1 简谐运动,某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。下列说法正确的是（ ） A、第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反 B、第2s末振子相对于平衡位置的位移为-20cm C、第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同，但瞬时速度方向相反 D、第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反。,例题2：,D,选修 34 11.1 简谐运动,一、机械振动： 1.定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动. 2.特点: 对称性; 周期性.,二、弹簧振子模型： 1.小球看成质点; 2.忽略弹簧质量; 3.忽略摩擦力.