2.1簡諧運(yùn)動課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性2

2.1簡諧運(yùn)動我們把物體或物體的一部分在一個(gè)位置附近的往復(fù)運(yùn)動稱為機(jī)械振動在某一位置附近做往復(fù)性的運(yùn)動。一、機(jī)械振動1.定義：我們把物體或物體的一部分在一個(gè)位置附近的往復(fù)運(yùn)動稱為機(jī)械振動

，簡稱振動。2.特征：(1)有一個(gè)“中心位置”，也是振動物體靜止時(shí)的位置；(2)軌跡：可能是直線，也可能是曲線⑶運(yùn)動具有往復(fù)性。你能舉出生活中，機(jī)械振動的其他例子嗎？O點(diǎn)為平衡位置二、彈簧振子1.定義:小球和彈簧所組成的系統(tǒng)稱作彈簧振子，有時(shí)也把這樣的小球稱做彈簧振子或簡稱振子。O點(diǎn)為平衡位置：物體原來靜止時(shí)的位置2.條件:（1）忽略摩擦力等各種阻力；（2）小球看成質(zhì)點(diǎn)；

（3）忽略彈簧質(zhì)量;

（4）彈簧始終在彈性限度內(nèi)。理想模型3.平衡位置：不一定。豎直彈簧振子物體原來靜止時(shí)的位置或振動速度最大的位置拓展思考：彈簧振子的平衡位置一定在彈簧的原長位置嗎？1.可以用哪些物理量來描述小球的運(yùn)動？位移x、速度v、加速度a物體未振動時(shí)，靜止不動的位置或振動時(shí)速度最大的位置2.平衡位置：ox以平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，規(guī)定向右為正方向。oxox3.小球的位移：位移x都是指相對于平衡位置的位移，即由平衡位置指向振子位置的有向線段。O點(diǎn)右邊位移為正；O點(diǎn)左邊位移為負(fù)。右邊左邊三、彈簧振子位移—時(shí)間圖像1、彈簧振子的位移1）振子在某時(shí)刻的位移：若規(guī)定振動質(zhì)點(diǎn)在平衡位置右側(cè)時(shí)位移為正，則它在平衡位置左側(cè)時(shí)位移為負(fù)。2）振子在某段時(shí)間內(nèi)的位移：由初位置指向末位置的有向線段。O→M:M→O:O→M′:M′→O:x的大小增大，方向始終向右。x的大小減小，方向始終向右。x的大小增大，方向始終向左。x的大小減小，方向始終向左。三、彈簧振子位移—時(shí)間圖像2)圖像的獲取方式方法一：手動描圖法

以小球的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，規(guī)定水平向右為正方向，橫軸為時(shí)間t，縱軸為位移x。在坐標(biāo)系中標(biāo)出各時(shí)刻小球球心的位移，用曲線將其連接在一起，得到振動圖像，如圖所示：三、彈簧振子位移—時(shí)間圖像2)圖像的獲取方式方法二：描圖記錄法三、彈簧振子位移—時(shí)間圖像2)圖像的獲取方式方法三：頻閃照相法頻閃儀每隔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(gè)畫面上看到鋼球在各個(gè)不同時(shí)刻的位置。o點(diǎn)擊小球豎直彈簧振子四、簡諧運(yùn)動1.定義：如果物體的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖像（x-t圖像）是一條正弦曲線，這樣的振動是一種簡諧運(yùn)動。簡諧運(yùn)動是最基本的振動。2.圖象意義:表示一個(gè)振子不同時(shí)刻所在的位置或者一個(gè)振子位移隨時(shí)間的變化規(guī)律。從圖像上可以獲取哪些信息？2圖像信息：①橫坐標(biāo)

——時(shí)間（周期）②縱坐標(biāo)

——位移和路程③斜率

——速度④平衡位置

——位移為0，速度最大⑤最大位移處

——位移最大，速度為0(1)位移：方向始終背離平衡位置，每經(jīng)過平衡位置位移方向發(fā)生改變；

遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)位移增大，靠近平衡位置時(shí)位移減小。(2)速度：每經(jīng)過最大距離處速度方向發(fā)生改變

遠(yuǎn)離平衡位置（位移增大）時(shí)速度方向和位移方向相同，

靠近平衡位置（位移減小）時(shí)速度方向和位移方向相反。分析彈簧振子與振動圖像的對應(yīng)關(guān)系A(chǔ)BCDEFGHIJKLM左圖O點(diǎn)對應(yīng)右圖的

左圖M點(diǎn)對應(yīng)右圖的

左圖O-M過程對應(yīng)右圖的

左圖M-M’過程對應(yīng)右圖的

設(shè)向右為正方向右圖C點(diǎn)對應(yīng)左圖的

右圖E-F對應(yīng)左圖的

OBDFHJLAEIMOADEHILMACEGIKM到O

四、簡諧運(yùn)動任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度、位移的變化情況及大小比較：判斷是遠(yuǎn)離還是靠近平衡位置，若遠(yuǎn)離平衡位置，則速度越來越小，位移越來越大，若靠近平衡位置，則速度越來越大，位移越來越小，如圖乙中b，從正位移向著平衡位置運(yùn)動，則速度為負(fù)且增大，位移正在減小，c從負(fù)位移遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動，則速度為負(fù)且減小，位移正在增大。②任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動方向：看下一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置，如圖乙中a點(diǎn)，下一時(shí)刻離平衡位置更遠(yuǎn)，故a此刻向上振動。對稱性：

關(guān)于平衡位置對稱的兩點(diǎn)

位移大小相等，方向相反

速度大小相等，方向可同可反

時(shí)間對稱1.如圖所示是表示一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖象，下列說法正確的是

(

)A.該圖象是從平衡位置開始計(jì)時(shí)畫出的B.t1時(shí)刻振子正通過平衡位置向正方向運(yùn)動C.t2時(shí)刻振子的位移最大D.t3時(shí)刻振子正通過平衡位置向正方向運(yùn)動CD某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的振動圖像如圖所示,根據(jù)圖像中的信息,回答下列問題:(1)質(zhì)點(diǎn)在第1.5s末的位移?(2)質(zhì)點(diǎn)振動過程中的最大位移為多少?(3)在前2s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為多少?

[答案](1)-5cm(2)5cm(3)20cm

練習(xí)1(多選)如圖甲所示,一彈簧振子在A、B間振動,取向右為正方向,振子經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),其振動的x-t圖像如圖乙所示。則下列說法正確的是(

)A.t2時(shí)刻振子在A點(diǎn)B.t2時(shí)刻振子在