资源描述：
《2020_2021学年高中物理第11章机械振动1简谐运动课件新人教版选修3_4202103291121.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第十一章 机械振动1简谐运动必备知识·自主学习一、弹簧振子1.弹簧振子模型:如果球与杆之间的_____可以忽略,且弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽略,则该系统为_________。2.机械振动:振子在_________附近所做的往复运动。3.平衡位置:振子原来_____时的位置。4.振子的位移:振子相对于_________的位移。摩擦弹簧振子平衡位置静止平衡位置二、弹簧振子的位移—时间图象1.建立坐标系:以振子的_________为坐标原点,明确纵、横轴意义。规定振子在平衡位置右边时,位移为正,在平衡位置
2、左边时,位移为___。2.图象绘制:用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的_____。两个坐标轴分别代表时间t和振子位移x,绘制出的图象就是振子在平衡位置附近往返运动时的位移—时间图象,即x-t图象。平衡位置负位置三、简谐运动及其图象1.简谐运动的定义:质点的位移与时间的关系遵从_________的规律,即它的振动图象(x-t图象)是一条_________。这样的振动叫简谐运动。2.运动特点:简谐运动是最简单、_______的振动,弹簧振子的运动就是简谐运动。3.振动图象的应用:医院里的_________、
3、地震仪中绘制地震曲线的装置。正弦函数正弦曲线最基本心电图仪【易错辨析】(1)简谐运动是匀速运动。()(2)只要质点的位移随时间按正弦规律变化,这个质点的运动就是简谐运动。()(3)只有弹簧振子才能做简谐运动。()(4)弹簧振子的平衡位置一定在弹簧的原长位置。()(5)位移—时间图象就是振动质点的运动轨迹。()提示:(1)×。简谐运动是变速运动。(2)√。由简谐运动的定义可知该说法正确。(3)×。弹簧振子的振动属于简谐运动,其他物体的振动也可能是简谐运动。(4)×。在竖直悬挂的弹簧下端固定一个钢球,它们组成了
4、一个振动系统。其平衡位置不在弹簧的原长位置,而是在弹力与重力平衡(即合力为零)的位置。(5)×。弹簧振子的位移—时间图象反映的是位移随时间的变化规律为正弦规律,不是运动轨迹。关键能力·合作学习知识点一 弹簧振子与简谐运动的特点1.对简谐运动的平衡位置的认识:从速度角度看:平衡位置是振动中速度最大的位置。2.简谐运动的位移、速度:(1)位移:振动位移以平衡位置为起点,所以在振动图象上,振动位移可用从平衡位置指向振子所在位置的有向线段表示,方向为从平衡位置指向振子所在位置,大小为平衡位置到振子所在位置的距离。(
5、2)速度:描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。在所建立的坐标轴(也称为“一维坐标系”)上,速度的正、负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反。3.简谐运动的对称性:如图所示,物体在A点和B点之间运动,O点为平衡位置,C和D两点关于O点对称,则:(1)时间的对称。①振动质点来回通过相同的两点间所用的时间相等,如tDB=tBD。②质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段所用的时间相等,图中tOB=tBO=tOA=tAO,tOD=tDO=tOC=tCO。(2)速度的对称。①物体连续两次经过同一点(如D点)
6、的速度大小相等,方向相反。②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)的速度大小相等,方向可能相同,也可能相反。(3)位移和加速度的对称。①物体经过同一点(如C点)时,位移相同。②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时,位移大小相等,方向相反。【问题探究】如图,弹簧连接的塑料小球穿在细木杆上,该装置是否为弹簧振子?若不计小球与杆间的摩擦,小球运动过程中通过B点时,小球的位移如何表示?提示:不是弹簧振子;位移大小为OB线段的长度,位移方向由O指向B。【典例示范】【典例】(多选)弹簧振子做简谐运动的过程中
7、,有两点A、A′关于平衡位置对称,则振子()A.在两点处的位移相同B.在两点处的速度可能相同C.在两点处的速率一定相同D.在两点处的动能一定相同【解题探究】(1)弹簧振子通过关于平衡位置对称的两点时,位移大小相同吗?提示:相同。(2)弹簧振子通过关于平衡位置对称的两点时,位移方向相同吗?提示:方向相反。(3)弹簧振子通过关于平衡位置对称的两点时,速度的大小和方向都相同吗?提示:速度的大小相同,方向可能相同,也可能相反。【解析】选B、C、D。根据简谐运动的特点可知,关于平衡位置的对称点,振子的位移大小相等,但
8、方向相反,选项A错误;振子的速度大小相等,方向可以相同,也可以相反,故选项B、C正确;由于速度大小相等,动能自然相同,选项D正确。【素养训练】1.如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,当振子m离开O点,从A点运动到C点时,振子离开平衡位置的位移是()A.大小为OC,方向向左B.大小为OC,方向向右C.大小为AC,方向向左D.大小为AC,方向向右【解析】选B。振子离开平衡位置,以O点为起点,C点为终点,位移大小为
