2013年沪科物理选修3-4同步课件：1.1研究简谐运动.ppt

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1、1．1研究简谐运动核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练1．1课前自主学案课标定位课标定位学习目标：1.知道什么是机械振动．2．知道简谐运动的定义，明确简谐运动过程中位移跟时间的关系．3．会用图像及物理量描述简谐运动．重点难点：研究弹簧振子的振动过程是重点，用图像描述振动是难点．课前自主学案一、什么是简谐运动1．机械振动：物体(或物体的一部分)以_________为中心所做的周期性的______运动．2．平衡位置：做往复运动的物体能够______的位置．3．简谐运动：机械振动的质点偏离平衡位置的______与_______的关系遵

2、从正弦(或余弦)函数规律的振动．注意：简谐运动的位移是指相对于平衡位置的位移．平衡位置往复静止位移时间二、用图像描述振动1．振动的位移—时间图像通常叫做_____图像，它是对振动的一种形象描述．2．可以用示波器研究声振动图像，_______和________仪等描绘的都是振动图像．振动地震仪心电图三、描述简谐运动的物理量1．周期和频率：做简谐运动的物体完成___________所经历的时间叫做振动的周期．单位时间内物体完成______________叫做振动的频率．周期和频率都是表示物体____________的物理量．它们的关

3、系是________.在国际单位制中，周期的单位是____．频率的单位是____，1Hz＝1s－1.2．振幅：振动物体在振动过程中离开平衡位置的_________叫做振动的振幅．振幅是_____，用A表示，单位是米(m)．振幅是反映振动_____的物理量，振幅越大表示振动_____．一次全振动全振动的次数振动快慢T＝1/f秒赫兹最大位移标量强弱越强核心要点突破一、弹簧振子1．模型的建立弹簧振子是指由小球和弹簧所组成的系统，是一种理想化模型．如图1－1－1甲所示，如果小球与杆之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽

4、略，则该装置为弹簧振子．如图乙所示为竖直弹簧振子模型．图1－1－12．振动过程把振子从平衡位置O拉到B点，松开手，振子就在BOA之间往复运动．振子的振动具有往复性，振子能够产生往复运动的条件是振子一旦离开平衡位置，就受到一个指向平衡位置的力，这个力的作用是使物体回到平衡位置．在水平弹簧振子中，使振子回到平衡位置的力是弹簧的弹力．在竖直弹簧振子中，使振子回到平衡位置的力是重力和弹簧的弹力的合力．3．振动中位移、速度、加速度的变化规律以水平弹簧振子为例来分析，如图1－1－2所示，以振子所在的平衡位置为坐标原点O，以振动所在的直线为坐

5、标轴，规定水平向右的方向为正方向，则某一时刻振子偏离平衡位置的位移用该时刻振子所在的位置坐标来表示．图1－1－2振子通过平衡位置时，位移改变方向．振子在OB段上运动时，位移为正值；振子在OA段上运动时，位移为负值．振子由O点向B点运动时速度为正值，由B点向O点运动时速度为负值．同样，振子由O点向A点运动时速度为负值，由A点向O点运动时速度为正值．并且振子远离平衡位置运动时速度变小，靠近平衡位置运动时，速度增大．振子在平衡位置处速度最大，在最大位移处速度为零．振子受到的弹簧的弹力总是指向平衡位置O，由牛顿第二定律知道，加速度的方向

6、总是指向平衡位置，而位移的方向总是由平衡位置O指向A或者B.当振子向平衡位置运动时，加速度的方向和速度的方向相同，速度在增大；当振子远离平衡位置时，加速度的方向和速度的方向相反．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．如图1－1－3所示，一弹簧振子做等幅振动，取向右为正，A、B两处为最大位移处，O为平衡位置，C为AO间某一位置．则振子()A．从B→O时，位移是正值，加速度为正值B．从O→B时，位移是正值，速度为正值C．运动到C处时，位移为负值，加速度为正值，速度可能为正值D．运动至C处时，位移为正值，加速度为负值，速度可能是负值图1－

7、1－3解析：选BC.振动物体的位移是从平衡位置O到振子所在位置的有向线段，所以振子在OB之间运动时，位移为正，在AO间运动时，其位移为负，而加速度总与位移方向相反，在O右侧时为负，在O左侧时为正．在C处时，振子运动方向不定，其速度可能为正值，也可能为负值．二、弹簧振子的x－t图像图1－1－41．图像的建立：以横轴表示振动物体运动的时间t，纵轴表示振子偏离平衡位置的位移x，用平滑曲线连接各个时刻对应的位移末端，就得到振动图像．如图1－1－4所示．2．物理意义：表示振子相对平衡位置的位移x随时间t变化的规律．3．特点：简谐运动的位移

8、—时间图像是正弦(或余弦)曲线．4．图像的应用：由定量画出的简谐运动的振动图像可以得到振幅A；周期T；某时刻质点相对于平衡位置的位移；某时刻质点的振动方向；某一阶段质点的位移、速度、加速度、动能等物理量的变化情况．即时应用(即时突破，小试牛刀)图1－1－52．(