寧夏銀川市高中物理 第十一章 機械振動 第1節(jié) 簡諧運動課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十一章機械振動 第1節(jié)簡諧運動 學習目標 1 知道什么是機械振動 什么是簡諧運動 知道兩種運動的特征 2 知道簡諧運動的圖象是一條正弦或余弦曲線 3 正確理解簡諧運動圖象的物理意義 高中階段我們學過的運動形式有哪些 直線運動 曲線運動 勻速直線運動 變速直線運動 勻變速直線運動 變加速直線運動 拋體運動 圓周運動 平拋運動類平拋運動 斜拋運動 勻速圓周運動 變速圓周運動 觀察下圖幾個常見的運動 具有什么共同特點 小鳥飛離樹枝后樹枝的顫動 被手撥動的彈簧片左右往復運動 小孩蕩秋千的運動 擺鐘在最低點附近的往復運動 物體 或物體的一部分 以某一位置 平衡位置 為中心的往復運動 叫做機械振動 簡稱振動 一 機械振動 平衡位置 物體原來靜止時的位置 一般情況下指物體在沒有振動時所處的位置 判斷下列物體的運動是否是機械振動 2 條件 1 忽略摩擦力等各種阻力 2 小球看成質(zhì)點 3 忽略彈簧質(zhì)量 1 定義 小球和彈簧所組成的系統(tǒng)稱作彈簧振子 有時也把這樣的小球稱做彈簧振子或簡稱振子 彈簧 小球 二 彈簧振子 理想化模型 1 振子的位移x 都是相對于平衡位置的位移 下面左圖中如果規(guī)定在O點右邊為正 則在左邊為負 XA為正 XB為負 2 振幅 A 振動物體離開平衡位置的最大距離 說明 1 標量 2 物理意義 反映振動物體振動的強弱 三 彈簧振子的位移 時間圖象 振動圖像 三 彈簧振子的位移 時間圖象 振動圖像 1 利用頻閃照相拍攝 思考 圖像中的白點是小球的運動軌跡么 第一個1 2周期 第二個1 2周期 2 描點作圖法 三 彈簧振子的位移 時間圖象 振動圖像 橫坐標 振動時間t 縱坐標 振子相對于平衡位置的位移 2 描點作圖法 三 彈簧振子的位移 時間圖象 振動圖像 在彈簧振子的小球上安裝一枝繪圖筆 讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動 筆在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象 3 描圖記錄法 三 彈簧振子的位移 時間圖象 振動圖像 3 描圖記錄法 體驗 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 觀察得到的圖象 三 彈簧振子的位移 時間圖象 振動圖像 這種記錄振動的方法在實際中有很多應用 醫(yī)院里的心電圖及地震儀中繪制的地震曲線等 都是用類似的方法記錄振動情況的 繪制地震曲線的裝置 心電圖 三 彈簧振子的位移 時間圖象 振動圖像 上圖中畫出的小球運動的x t圖象很像正弦曲線 是不是這樣呢 假定是正弦曲線 可用刻度尺測量它的振幅和周期 寫出對應的表達式 然后在曲線中選小球的若干個位置 用刻度尺在圖中測量它們的橫坐標和縱坐標 代入所寫出的正弦函數(shù)表達式中進行檢驗 看一看這條曲線是否真的是一條正弦曲線 方法一驗證法 方法二擬合法 在圖中 測量小球在各個位置的橫坐標和縱坐標 把測量值輸入計算機中作出這條曲線 然后按照計算機提示用一個周期性函數(shù)擬合這條曲線 看一看彈簧振子的位移 時間的關(guān)系可以用什么函數(shù)表示 三 彈簧振子的位移 時間圖象 振動圖像 1 位移 時間圖象 以小球的平衡位置為坐標原點 用橫坐標表示振子振動的時間 縱坐標表示振子的位移 建立坐標系 得到位移隨時間變化的情況 振動圖象2 物理意義 反映了振子的位移隨時間的變化規(guī)律 3 特點 彈簧振子的位移 時間圖象是一條正弦或余弦曲線 三 彈簧振子的位移 時間圖象 振動圖像 1 定義 如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律 即它的振動圖象 x t圖象 是一條正弦曲線 這樣的振動叫做簡諧運動 2 特點 簡諧運動是最簡單 最基本的振動 其振動過程關(guān)于平衡位置對稱 是一種周期性的往復運動 3 簡諧運動的典例 1 彈簧振子 2 單擺 四 簡諧運動 4 運動性質(zhì) 簡諧運動是一種周期性的變加速運動 5 簡諧運動的能量 1 簡諧運動中動能和勢能相互轉(zhuǎn)換 總的機械能保持守恒 2 在平衡位置動能最大 勢能最小 四 簡諧運動 課堂訓練 1 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 2s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 AB 小結(jié) 1 機械振動 物以某一位置為中心的往復運動 簡稱為振動 平衡位置 振子原來靜止時的位置位移 x 都是相對于平衡位置的位移 振幅 A 振動物體離開平衡位置的最大距離2 彈簧振子理想化模型 不計阻力 彈簧的質(zhì)量與小球相比可以忽略 3 簡諧運動 質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律 即它的振動圖象 x t圖象 是一條正弦曲