2.1 简谐运动（导学案） 人教版选择性必修第一册（有解析）
文档属性
| 名称 | 2.1 简谐运动（导学案） 人教版选择性必修第一册（有解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-08-08 15:16:31 | ||
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文档简介
2.1简谐运动
1.了解什么是机械振动、什么是简谐运动
2.正确理解简谐运动的规律，及相应图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
【重点】弹簧振子位移随时间的变化规律及相应的x-t图像的理解
【难点】准确理解简谐运动x-t图像的物理意义
【课前自主学习】
知识前置
机械振动
1．定义：_____________________________________________________________。
通常简称为__________。
平衡位置指的是__________________________。
（一般情况下指__________________________。）
2．特点：
（1）_____________。
（2）_____________。
弹簧振子
弹簧振子的构成
弹簧振子是一种理想模型
叫平衡位置
叫机械振动
简称
举例生活中那些运动属于机械振动
弹簧振子的位移—时间图象
1、坐标原点o选在 位置，沿着 方向建立坐标轴
2、
叫简谐振动
3、根据位移-时间图象可以得到哪些振动的信息？
【思考问题】
二、新知学习
1.想一想：
再比如：钟摆来回摆动，水中浮标上下浮动，担物行走时扁担下物体的颤动，树梢在微风中的摇摆……在生活中我们会观察到很多类似这样的运动。这些运动的共同点又是什么？
机械振动
(1)定义：物体(或物体的一部分)总是在某一位置附近的_______，叫机械振动，简称振动。
(2)特征：
第一，有一个“中心位置”，即_______，也是振动物体静止时的位置；
第二，运动具有_______。
弹簧振子：
(1)弹簧振子：弹簧振子是指_______和_______所组成的系统，是一种_______模型。
(2)振子模型：常见的有水平弹簧振子和竖直弹簧振子。如图所示，图中球与杆之间的摩擦力及空气阻力可以_______，且弹簧的质量与小球的质量相比可以_______。
弹簧振子的振动
研究弹簧振子的运动：
位移随时间的变化规律：A、振动物体的位移x都是相对于_______的位移
如图所示，是振子在A、B位置的位移xA和xB
B、以平衡位置为坐标原点O，沿振动方向建立坐标轴规定在O点_______时位移为正，在_______时位移为负。
弹簧振子的位移—时间图像
弹簧振子的位移—时间图像
1．建立坐标系
以小球的_______为坐标原点，沿着_______方向建立坐标轴。规定小球在平衡位置_______时它对平衡位置的位移为正，在_______时为负(以水平弹簧振子为例)。
2．位移—时间图像
横坐标表示振子振动的_______，纵坐标表示振子相对_______的位移。
3．物理意义
反映了振子的_______随_______的变化规律。
简谐运动
思考与讨论
从获得的弹簧振子的 x-t 图像（图 3）可以看出，小球位移与时间的关系似乎可以用正弦函数来表示。是不是这样呢？还需要进行深入的研究。
如何确定弹簧振子中小球的位移与时间的关系是否遵从正弦函数的规律？
振动图像
简谐运动
(1)定义：如果物体的位移与时间的关系遵从_______函数的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条_______曲线，这样的振动叫作简谐运动。
(2)特点：①简谐运动是最_______、最简单的振动。
②简谐运动的位移随时间按正弦规律变化，所以它不是匀变速运动，是变力作用下的_______运动。
1．（多选）下列运动中属于机械振动的是( )
A．树枝在风的作用下运动
B．竖直向上抛出的物体的运动
C．转动的砂轮的边缘上某点的运动是振动，圆心可以看做是振动中心
D．爆炸声引起窗扇的运动
2．（单选）如图所示，将小球向下拉动一小段距离，则之后小球所做的运动属于下列哪一种( )
A．匀速运动
B．匀变速运动
C．非匀变速运动
D．机械振动
3.如图是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图象，下列有关该图象的说法正确的是( )
A．该图象的坐标原点是建在弹簧振子小球的平衡位置
B.从图象可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的
C．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动
D．图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
4.（单选）关于简谐运动，下列说法正确的是( )
A．简谐运动一定是水平方向的运动
B．所有的振动都可以看做是简谐运动
C．物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线
D．只要振动图象是正弦曲线，物体一定做简谐运动
参考答案
【答案】AD
【解析】B.竖直向上抛出的物体到最高点反返回落地，不具有运动的往复性，因此不属于机械振动.C.转动的砂轮的边缘上某点的运动不是在平衡位置附近的往复运动.AD物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动，
2.【答案】CD
【解析】
3.【答案】ACD
【解析】从图象中能看出坐标原点在平衡位置，A对。横轴虽然是由底片匀速运动得到的位移，但已经转化为时间轴，小球只在x轴上振动，所以B错，C对。因图中相邻小球之间时间相同，密处说明位置变化慢，D对。
4.【答案】D
【解析】A,物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生，各个方向都有可能发生.B,简谐运动的位移与时间的关系遵从正弦函数规律.C,做简谐运动的轨迹线并不是正弦曲线.D,物体振动的图象是正弦曲线，一定是做简谐运动.
1.了解什么是机械振动、什么是简谐运动
2.正确理解简谐运动的规律，及相应图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
【重点】弹簧振子位移随时间的变化规律及相应的x-t图像的理解
【难点】准确理解简谐运动x-t图像的物理意义
【课前自主学习】
知识前置
机械振动
1．定义：_____________________________________________________________。
通常简称为__________。
平衡位置指的是__________________________。
（一般情况下指__________________________。）
2．特点：
（1）_____________。
（2）_____________。
弹簧振子
弹簧振子的构成
弹簧振子是一种理想模型
叫平衡位置
叫机械振动
简称
举例生活中那些运动属于机械振动
弹簧振子的位移—时间图象
1、坐标原点o选在 位置，沿着 方向建立坐标轴
2、
叫简谐振动
3、根据位移-时间图象可以得到哪些振动的信息？
【思考问题】
二、新知学习
1.想一想：
再比如：钟摆来回摆动，水中浮标上下浮动，担物行走时扁担下物体的颤动，树梢在微风中的摇摆……在生活中我们会观察到很多类似这样的运动。这些运动的共同点又是什么？
机械振动
(1)定义：物体(或物体的一部分)总是在某一位置附近的_______，叫机械振动，简称振动。
(2)特征：
第一，有一个“中心位置”，即_______，也是振动物体静止时的位置；
第二，运动具有_______。
弹簧振子：
(1)弹簧振子：弹簧振子是指_______和_______所组成的系统，是一种_______模型。
(2)振子模型：常见的有水平弹簧振子和竖直弹簧振子。如图所示，图中球与杆之间的摩擦力及空气阻力可以_______，且弹簧的质量与小球的质量相比可以_______。
弹簧振子的振动
研究弹簧振子的运动：
位移随时间的变化规律：A、振动物体的位移x都是相对于_______的位移
如图所示，是振子在A、B位置的位移xA和xB
B、以平衡位置为坐标原点O，沿振动方向建立坐标轴规定在O点_______时位移为正，在_______时位移为负。
弹簧振子的位移—时间图像
弹簧振子的位移—时间图像
1．建立坐标系
以小球的_______为坐标原点，沿着_______方向建立坐标轴。规定小球在平衡位置_______时它对平衡位置的位移为正，在_______时为负(以水平弹簧振子为例)。
2．位移—时间图像
横坐标表示振子振动的_______，纵坐标表示振子相对_______的位移。
3．物理意义
反映了振子的_______随_______的变化规律。
简谐运动
思考与讨论
从获得的弹簧振子的 x-t 图像（图 3）可以看出，小球位移与时间的关系似乎可以用正弦函数来表示。是不是这样呢？还需要进行深入的研究。
如何确定弹簧振子中小球的位移与时间的关系是否遵从正弦函数的规律？
振动图像
简谐运动
(1)定义：如果物体的位移与时间的关系遵从_______函数的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条_______曲线，这样的振动叫作简谐运动。
(2)特点：①简谐运动是最_______、最简单的振动。
②简谐运动的位移随时间按正弦规律变化，所以它不是匀变速运动，是变力作用下的_______运动。
1．（多选）下列运动中属于机械振动的是( )
A．树枝在风的作用下运动
B．竖直向上抛出的物体的运动
C．转动的砂轮的边缘上某点的运动是振动，圆心可以看做是振动中心
D．爆炸声引起窗扇的运动
2．（单选）如图所示，将小球向下拉动一小段距离，则之后小球所做的运动属于下列哪一种( )
A．匀速运动
B．匀变速运动
C．非匀变速运动
D．机械振动
3.如图是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图象，下列有关该图象的说法正确的是( )
A．该图象的坐标原点是建在弹簧振子小球的平衡位置
B.从图象可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的
C．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动
D．图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
4.（单选）关于简谐运动，下列说法正确的是( )
A．简谐运动一定是水平方向的运动
B．所有的振动都可以看做是简谐运动
C．物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线
D．只要振动图象是正弦曲线，物体一定做简谐运动
参考答案
【答案】AD
【解析】B.竖直向上抛出的物体到最高点反返回落地，不具有运动的往复性，因此不属于机械振动.C.转动的砂轮的边缘上某点的运动不是在平衡位置附近的往复运动.AD物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动，
2.【答案】CD
【解析】
3.【答案】ACD
【解析】从图象中能看出坐标原点在平衡位置，A对。横轴虽然是由底片匀速运动得到的位移，但已经转化为时间轴，小球只在x轴上振动，所以B错，C对。因图中相邻小球之间时间相同，密处说明位置变化慢，D对。
4.【答案】D
【解析】A,物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生，各个方向都有可能发生.B,简谐运动的位移与时间的关系遵从正弦函数规律.C,做简谐运动的轨迹线并不是正弦曲线.D,物体振动的图象是正弦曲线，一定是做简谐运动.