高中物理(新教材)选修1课件4：2 1 简谐运动 人教版

1简谐运动第二章机械振动（1）弹簧振子的“理想化模型”（2）简谐运动的位移-时间图像的获得、猜想及验证（3）从运动学角度对简谐运动的定义（1）观察生活事例，了解实际应用，培养热爱科学、乐于探究的品质。（2）让学生在探究问题的过程中了解科学家的工作方法和思维方法，培养学生学习、合作、探究的科学精神和价值观。情感态度价值观培养【教学目标】高中阶段我们学过的运动形式有哪些?按运动轨迹分类：【复习引入】直线运动曲线运动匀速直线运动变速直线运动匀变速直线运动变加速直线运动抛体运动圆周运动平抛运动斜抛运动匀速圆周运动变速圆周运动（1）围绕着“中心”位置，即有平衡位置（2）“往复”运动，即有往复性，周期性这些运动的共同特点是什么？（3）振动物体的轨迹可能是直线也可能是曲线一、机械振动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。2、理性化模型：（1）不计阻力，小球看成质点（2）弹簧的质量与小球相比可以忽略。1、概念：注：弹簧振子不一定只在水平面内运动二、弹簧振子——理想化模型点击小球振子的位移x都是相对于平衡位置的位移，以平衡位置为坐标原点O，沿振动方向建立坐标轴。规定在O点右边时位移为正，在左边时位移为负。O研究弹簧振子的运动三、弹簧振子的位移—时间图像（即振动图像）OABxAxB第一个1/2周期：时间t(s)0t02t03t04t05t06t0位移x(m）-20.0-17.4-10.0010.017.420.0

第二个1/2周期：时间t(s)6t07t08t09t010t011t012t0位移x(m)20.017.410.00-10.0-17.4-20.0横坐标：振动时间t纵坐标：振子相对于平衡位置的位移图像绘制方法(1)描点做图用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像，得到分帧照片，依次排列得到图像。（2）频闪照相txo思考：如何理解这就是振子的位移时间图像?描述了振子在各时刻时相对于平衡位置的位移。用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像，得到分帧照片，依次排列得到图像。（2）频闪照相txo思考：如何理解这就是振子的位移时间图像?描述了振子在各时刻时相对于平衡位置的位移。在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔，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像。（3）描图记录法记录振动的方法在实际中应用绘制地震曲线的装置心电图小球运动的x—t图像很像正弦曲线，是不是呢？方法一验证法:方法二拟合法: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。y=ax2+bx+c结论：弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线.

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，即它的振动图像（x—t图像）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、最基本的运动。例如：弹簧振子的运动就是简谐运动。四、简谐运动及其图像摆锤上各点的振动音叉叉骨上各点的振动弹簧片上各点的振动2、简谐运动的振动图像txO振动图像是一条正弦曲线.描述了质点作简谐运动时，位移随时间变化的规律，它不是质点的轨迹。横坐标：振动时间t纵坐标：振子相对于平衡位置的位移2、简谐运动的振动图像txO振动图像是一条正弦曲线.描述了质点作简谐运动时，位移随时间变化的规律，它不是质点的轨迹。横坐标：振动时间t纵坐标：振子相对于平衡位置的位移

位移x速度v大小变化方向大小变化方向A→O

O→B

B→O

O→A

3.位移、速度特点txO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。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。位移：速度：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。平衡位置：振子静止不动时的位置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，即它的振动图像（x—t图像）是一条正弦曲线。txo课堂小结1.水平弹簧振子做简谐运动经过A点时，加速度的大小是2m/s2，方向指向B点；当它经过B点时，加速度的大小是3m/s2，方向指向A点，平衡位置为O点，下面有关A、B两点的位置关系正确的是(

)课堂练习C2.某弹簧振子的振动图像如图所示，根据图像判断。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-20cmC.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。D20-20t/sx/cm012345673.如图为某物体做简谐运动的图像，下列说法正确的是（）A.由P到Q位移在增大B.由P到Q速度在增大C.由M到N速度是先减小后增大D.由M到N

位移始终减小AtxO

t1t2

t3t4

····PQMN4.如图为质点P在0～4s内的振动图像,下列叙述正确的是(

)A.再过1s，该质点的位移是正向最大B.再过1s，该质点的速度方向为正向C.再过1s，该质点的加速度方向为正向D.再过1s，该质点的速度最大提示：由图像可知，再过1s，即第5s时,质点在正向最大位移处，速度为零，加速度最大且沿x轴负向。故选A。A备用工具&资料3.如图为某物体做简谐运动的图像，下列说法正确的是（）A.由P到Q位移在增大B.由P到Q速度在增大C.由M到N速度是先减小后增大D.由M到N

位移始终减小AtxO

t1t2

t3t4

····PQMN1.水平弹簧振子做简谐运动经过A点时，加速度的大小是2m/s2，方向指向B点；当它经过B点时，加速度的大小是3m/s2，方向指向A点，平衡位置为O点，下面有关A、B两点的位置关系正确的是(

)课堂练习C高中阶段我们学过的运动形式有哪些?按运动轨迹分类：【复习引入】直线运动曲线运动匀速直线运动变速直线运动匀变速直线运动变加速直线运动抛体运动圆周运动平抛运动斜抛运动匀速圆周运动变速圆周运动（1）围绕着“中心”位置，即有平衡位置（2）“往复”运动，即有往复性，周期性这些运动的共同特点是什么？（3）振动物体的轨迹可能是直线也可能是曲线一、机械振动第一个1/2周期：时间t(s)0t02t03t04t05t06t0位移x(m）-20.0-17.4-10.0010.017.420.0

第二个1/2周期：时间t(s)6t07t