高中人教版 (2019)1 简谐运动精品ppt课件

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简谐运动
第2章 第1节
人教版高中物理选择性必修1
板书设计
作业布置
拓展提高
课堂总结
思考1：我们以前学过哪些运动形式？
加速度大小方向都不变的匀变速直线运动。（自由落体运动）
加速度大小方向都不变的匀变速曲线运动。（平抛运动）
加速度大小不变方向改变的变加速曲线运动。（匀速圆周运动）
新知导入
思考2：这些运动的共同点是什么?
生活中的机械振动：
新知导入
一、机械振动
思考3：这些运动的共同特点是什么？
1、定义：物体在平衡位置附近的往复运动。
2、特点：（1）平衡位置——“对称性”。 振动停止时物体所在的位置（2）往复运动——“周期性”
新知讲解
1、简单应用：下列运动中属于机械振动的是（ ）A、树枝在风的作用下的运动B、竖直向上跑出的物体的运动C、说话时声带的振动D、爆炸声引起的窗扇的运动
ACD
课堂练习
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
（2）弹簧的质量与小球相比可以忽略。
1、概念：
二、弹簧振子——理想化模型
O
思考4：振子的运动是怎样一种运动呢？
新知讲解
弹簧振子：
新知讲解
三、弹簧振子的位移——时间图像
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
新知讲解
图像绘制方法
（1）、频闪照相
（2）、描图记录法
新知讲解
弹簧振子运动图像：
新知讲解
体验：一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段，观察得到的图象。
这种记录振动的方法在实际中有很多应用。医院里的心电图及地震仪中绘制的地震曲线等，都是用类似的方法记录振动情况的。
新知讲解
做一做：用数码相机和计算机绘制弹簧振子的x—t 图像
如图所示的装置可以视为弹簧振子吗？
请尝试用数码相机拍摄钢球的运动。通常每隔0.04s(这个时间间隔通常可以设定)数码相机就会拍摄一帧照片。拍摄时最好把钢球的位置放在取景框的最左侧。在计算机中建立一个幻灯片的演示文稿，把这些照片插入文稿中的同一张空白幻灯片中，照片会按拍摄时间的先后一帧一帧自动向右平铺开来。最终可以得到什么样的结果？
新知讲解

如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）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。
四、简谐运动及其图像
简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种往复运动．弹簧振子的运动就是简谐运动．
1、什么是简谐运动？
2、简谐运动的特点是什么？
新知讲解
3、请画出简谐运动的图象
4、由图像可知位移、速度有哪些特点？
(1)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。
(2)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。
新知讲解
2、正误判断(1)简谐运动就是指弹簧振子的运动。(　　)(2)简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种运动。(　　)(3)只要有弹簧、物体,就可以组成弹簧振子。(　　)(4)振动的物体可以做直线运动,也可以做曲线运动。(　　)(5)振动物体的位移都是以平衡位置为初位置的。(　　)(6)振动图像是振子的运动轨迹。(　　)
×
解析:只要运动的x-t图像满足正弦曲线,该运动即为简谐运动。
√
×
解析:弹簧振子是一种理想模型,它要求物体与水平杆之间的摩擦忽略不计,弹簧的质量比物体的质量小得多,也可以忽略不计。
√
√
×
解析:振动图像是振子相对平衡位置的位移随时间变化的图像,不是运动轨迹。
新知讲解
1、关于水平放置的弹簧振子的运动,下列说法正确的是(　　)A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值B.振子通过平衡位置时,速度为零,加速度最大C.振子每次通过平衡位置时,加速度相同,速度也一定相同D.振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同
解析:如图所示,因为弹簧振子的位移是以平衡位置O为起点的,设向右为正,则当振子在OB段时,位移为正,在OA段时位移为负,可见当振子由O向A运动时其位移为负值,速度也是负值,故选项A错误;振子在平衡位置时,弹力为零,加速度a为零,但速度最大,故选项B错误;振子在平衡位置O时,速度方向可以是不同的,故选项C错误;位移相同时,弹簧产生弹力相同,加速度a相同,但振子在该点的速度方向可以向左,也可以向右,故选项D正确。答案:D
拓展提高
2、(多选)对于弹簧振子的简谐运动,下述说法正确的是 (　　)A.振子通过平衡位置时,加速度最小B.振子在最大位移处时,速度最大C.振子在连续两次通过同一位置时,速度相同D.振子连续两次通过同一位置时,动能相同
解析:振子经过平衡位置时加速度为零,故选项A正确;振子在最大位移处时速度最小,故选项B错误;振子连续两次通过同一位置时,速度大小相同,方向相反,故选项C错误;动能是标量,振子经过同一位置时速度的大小相同,则动能相同,故选项D正确。答案:A D
拓展提高
3、一简谐运动的图像如图所示,在0.1~0.15 s这段时间内(　　)A.加速度增大,速度变小,加速度和速度方向相同B.加速度增大,速度变小,加速度和速度方向相反C.加速度减小,速度变大,加速度和速度方向相同D.加速度减小,速度变大,加速度和速度方向相反
解析:由题图可知,在0.1~0.15 s这段时间内,位移为负且增大,表明物体远离平衡位置运动,则加速度增大,速度减小,加速度与速度方向相反,故选项B正确。答案:B
拓展提高
简谐运动
弹簧振子
位移-时间图像
理想化模型
平衡位置
速度、位移、加速度
正弦曲线
机械振动
课堂总结
简谐运动
弹簧振子
位移-时间图像
理想化模型
平衡位置
速度、位移、加速度
正弦曲线
机械振动
板书设计
课后练习和同步练习
作业布置
课程结束
人教版高中物理选择性必修1