【教學課件】簡諧運動 示范課件1

1簡諧運動第二章機械振動新課引入鐘擺來回擺動秋千蕩來蕩去新課引入扁擔下物體的顫動微風中樹梢的搖擺這些運動的共同點是什么？我們把物體或物體的一部分在一個位置附近的往復運動稱為機械振動在某一位置附近做往復性的運動。一、彈簧振子我們把小球和彈簧所組成的系統(tǒng)稱為彈簧振子。彈簧振子：（1）小球看成質點（2）忽略彈簧質量（3）忽略摩擦力理想化處理：理想化模型O平衡位置二、彈簧振子的位移—時間圖像1.位移x:O以平衡位置為位移起點振動物體的位移x用從平衡位置指向物體所在位置的有向線段表示。ABxAxB如圖所示，是振子在A、B位置的位移xA和xB

。注意：規(guī)定在0點右邊時位移為正，左邊時位移為負。二、彈簧振子的位移—時間圖像(1)彈簧振子的頻閃照片2.圖像繪制方法:

頻閃儀每隔0.05s閃光一次，閃光的瞬間振子被照亮，從而得到閃光時小球的位置。拍攝時底片從下向上勻速運動，因此在底片上留下了小球和彈簧的一系列的像。二、彈簧振子的位移—時間圖像(2)描圖記錄法模擬體驗制作圖像：一同學勻速拉動一張白紙，另一同學沿與紙運動方向相垂直方向用筆往復畫線段，觀察得到的圖像。利用如圖所示振動曲線記錄儀繪制彈簧振子的位移時間圖像。二、彈簧振子的位移—時間圖像頻閃儀每隔0.05s閃光一次，閃光的瞬間振子被照亮，因此在底片上留下了小球和彈簧的一系列的像。把這些照片先后一幀一幀向右平鋪排列，可以在同一個畫面上看到鋼球在各個不同時刻的位置。o(3)頻閃照片逐幀排列法點擊小球豎直彈簧振子二、彈簧振子的位移—時間圖像3.位移—時間圖像畫法:坐標原點0－平衡位置橫坐標t－振動時間縱坐標x－振子偏離平衡位置的位移xt這是不是一條正弦曲線？三、簡諧運動xt判斷方法：測量振幅和周期AT寫出函數(shù)表達式

測量小球在不同位置的縱坐標將對應的時間代入函數(shù)表達式，求出函數(shù)值兩者進行比較，若視為相等，則該曲線就是正弦曲線x1x2x3x4x5t1t2t3t4t5三、簡諧運動簡諧運動：如果物體的位移與時間的關系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象(x-t圖像)是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動。思考：從簡諧運動圖象得出什么？tx(1)質點離開平衡位置的最大位移。(2)各個時刻物體偏離平衡位置的位移。(3)各個時刻質點的運動方向。(4)某段時間內(nèi)質點通過的路程。典題剖析例1彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運動,在振子向平衡位置運動的過程中(

)A.振子所受的彈力逐漸增大B.振子的位移逐漸增大C.振子的速度逐漸減小D.振子的加速度逐漸減小解析：向平衡位置運動時位移逐漸減小，而彈力與位移成正比,故彈簧彈力減小，A錯；由牛頓第二定律知，加速度也減小，D對。振子向著平衡位置運動時，彈力與速度方向一致，故振子的速度逐漸增大，C錯；到平衡位置時位移減為0，B錯。D典題剖析例2某一彈簧振子的振動圖象如圖所示，則由圖象判斷下列說法正確的是()A.振子偏離平衡位置的最大距離為10cmB.1s到2s的時間內(nèi)振子向平衡位置運動C.1s時和3s時振子的位移相等，運動方向也相同D.振子在2s內(nèi)完成一次往復性運動解析：由圖可知振子偏離平衡位置的最大位移為10cm，A對；1s到2s的時間內(nèi)振子從正向最大位移處到達平衡位置處，B對；1s時和3s時振子的位移大小相等，方向相反，C錯；振子在4s內(nèi)完成一次往復性運動，D錯。AB典題剖析例3一個彈簧振子經(jīng)過平衡位置O，在A、B間做簡諧運動,如圖甲所示，它的運動圖像如圖乙所示。設向右為正方向，則：(1)OB=

cm。

(2)0.2s末振子的速度方向是

。

(3)0.4s末振子的加速度方向是

。

(4)0.7s時,振子位置在

點與

點之間。

(5)振子從O經(jīng)B運動到A所需時間t=

s。

甲正AOBx/cmt/s50-50.40.8乙典題剖析解析：(1)從題圖上看出OB=5cm。(2)根據(jù)正方向的規(guī)定及振動圖像知,振子從位置B開始計時，0.2s末，振子回到平衡位置O，向負方向運動,所以此時速度方向從O指向A。(3)0.4s末振子到達A點，位移為負，彈力應為正，此時加速度方向由A指向O。(4)0.7s時，位移為正，振子在O點與B點之間。(5)從圖像上讀出振子從O經(jīng)B到A需時間t=0.2×3s=0.6s。答案：(1)5(2)O→