新教材高中物理选择性必修1 第2章机械振动第1节简谐运动课件(共13张PPT)

(共13张PPT)
简谐运动
平动
转动
思考：
这些做振动的物体都有什么的特点呢？
在某一位置附近做往复的运动
有哪些物理量常常用来的描述这种往复运动？
位移、速度、加速度、合外力等
常见的振动模型——弹簧振子
弹簧振子：
把一个有孔的小球装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在水平的杆上，能够自由滑动，两者之间的摩擦力可以忽略，弹簧的质量与小球相比也可以忽略。小球静止时，弹簧处于原长。将小球移动一段距离后释放，小球就运动起来了。这样的系统称为弹簧振子。
弹簧振子是理想模型，弹簧是轻质的，摩擦忽略不计。
弹簧振子的位移-时间图像：
以小球的平衡位置为坐标原点 O，沿振动方向建立坐标轴，小球在平衡位置的右边时它对平衡位置的位移为正，在左边为负，记录小球相对平衡位置的位移随时间的关系。
设计实验：
如何能得到弹簧振子的位移-时间图像呢？
设计方案一：
弹簧振子、毛笔（红墨水）、白纸、长木板
实验操作：
1.将白纸固定在长木板上，然后将长木板放置在弹簧振子的下方。
2.将毛笔竖直固定在弹簧振子上，毛笔尖刚好接触白纸。
3.当弹簧振子振动稳定时，匀速拉动长木板，毛笔在白纸上记录了弹簧振子位移随时间变化的关系。
设计方案二：
弹簧振子、刻度尺、摄像机
实验操作：
1.用摄像机记录弹簧振子做机械振动的过程，观察弹簧振子做机械振动的视频。
2.逐帧播放弹簧振子振动的视频，每5帧记录一次位移。
3.用Excel表格记录数据，并模拟出散点图。
备注：播放的视频是6s，共有240帧，所以每5帧就是0.025s
数据处理
设计方案二：
弹簧振子、传感器、计算机
猜想：
弹簧振子的位移与时间关系是什么样的函数关系？
验证猜想
简谐运动：
如果质点的位移与时间关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x-t图像）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
例题