2-1 简谐运动 学案

第二章　机械振动
2-1 简谐运动
一、学习目标
1.了解什么是机械振动，认识自然界和生产、生活中的振动现象.
2.认识弹簧振子这一物理模型，理解振子的平衡位置和位移随时间变化的图像.
3.理解简谐运动的概念和特点，知道简谐运动的图像是一条正弦曲线，并能用简谐运动图像分析振子位移和速度的变化．
二、学习过程
【问题探究】如图所示的装置，把小球向右拉开一段距离后释放，可以观察到小球左右运动了一段时间，最终停止运动．
(1)小球的运动具有什么特点？为什么小球最终停止运动？
(2)在横杆上涂上一层润滑油，重复刚才的实验，观察到的结果与第一次实验有何不同？
(3)猜想：如果小球受到的阻力忽略不计，弹簧的质量比小球的质量小得多，也忽略不计，实验结果如何？
【知识点1】弹簧振子及弹簧振子的位移—时间图像(x－t图像)
1．机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的 运动，简称振动．
2．弹簧振子： 和弹簧组成的系统．
3．用横轴表示振子运动的 ，纵轴表示振子离开 位置的位移(x)，描绘出的图像就是 随 间变化的图像，即x－t图像，如图所示．
4．振子的位移：振子相对 位置的位移．
5．图像的物理意义：反映了振子位置随时间变化的规律，它 (选填“是”或“不是”)振子的运动轨迹．
例题1、如图所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定组成一个振动系统，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，下列说法正确的是（　　）
A．钢球运动的最高处为平衡位置 B．钢球运动的最低处为平衡位置
C．钢球速度为零处为平衡位置 D．钢球原来静止时的位置为平衡位置
【知识点2】简谐运动及其图像
1．简谐运动：如果物体的位移与时间的关系遵从 的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条 曲线，这样的振动是一种简谐运动．
2．特点：简谐运动是最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动．
3．简谐运动的图像
(1)描述振动物体的 随 的变化规律．
(2)简谐运动的图像是 曲线，从图像上可直接看出不同时刻振动质点的 大小和方向、速度方向以及速度大小的变化趋势．
例题、如果质点的位移与时间关系遵从正弦函数规律，这样的运动叫做简谐运动。根据图中各图象可以判断出物体可能做简谐运动的是（　　）
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
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