人教版（2019）物理选择性必修一 2.1 简谐运动 课件(共21张PPT)

(共21张PPT)
2.1 简谐运动
教学课件
人教版物理选择性必修一
回顾
钟摆来回摆动，水中浮标上下浮动，蝴蝶翅膀的扇动，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。这些运动的共同点是什么？
一、机械振动
1.机械振动：我们把物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动。
2.特征
①有一个“中心位置”，即平衡位置，也是振动物体静止时的位置；
②振动是一种往复运动，具有周期性和往复性。
是机械运动的一种
针对训练1.（多选）下列说法正确的是(　 　 )
A．乒乓球在地面上的上下运动是机械振动
B．体育课上同学进行25米折返跑
C．秋千在空中来回运动是机械振动
D．浮于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动是机械振动
CD
二、弹簧振子
1.弹簧振子：弹簧振子是指小球和弹簧所组成的系统，也称振子。
2.条件
①小球可视为质点
②弹簧的质量与小球相比可以忽略
③不计阻力
④弹簧在弹性限度内（弹簧振子是一个理想化模型）
4.位移：由平衡位置指向振子所在位置的有向线段
①振子的初位置默认为平衡位置
②如图，振子在A、B位置的位移xA和xB 分别为由O指向A和由O指向B的有向线段,取向向右为正，则xA为负，xB 为正。
①平衡位置不一定是弹簧原长的位置。
②位于平衡位置时,小球沿运动方向合力为0。
3.平衡位置：振子原来静止时的位置。
5.运动特征
①衡位置时，x减小，v增大；远离平衡位置时，x增大，v减小
②衡位置时振子做加速度减小的加速运动，远离平衡位置时振子做加速度增大的减速运动。
③平衡位置速度最大，加速度为零。
最大位移处，速度为零，加速度最大。
针对训练2.如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,当振子从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
B
3.（多选）关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是（　　）
A．做机械振动的物体必有一个平衡位置
B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移
C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大
D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移
AB
三、弹簧振子的位移—时间图像
如何才能得到小球的位移与时间的关系？
方法一：描迹法
方法二：频闪照相法
底片匀速运动方向
0
x
t
图为摄像底片做匀速运动，底片运动的距离与时间成正比。因此，可用底片运动的距离代表时间轴，振子的频闪照片反映了不同时刻振子离开平衡位置的位移，也就是位移随时间变化的规律。
方法三：用传感器和计算机描绘图像
通过实验可以得到结论：弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线。
四、简谐运动及其图像
1.简谐运动定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
2.图象意义:表示同一振子不同时刻所在的位置或一个振子偏离平衡位置的位移随时间的变化规律。
3.图像信息：
①横坐标—时间（周期）
②纵坐标—位移和路程
③斜率—速度的大小和方向
④速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定,若下一时刻位移增加,振动质点的速度方向就是远离t轴;若下一时刻位移减小,振动质点的速度方向就是指向t轴。
1.一水平弹簧振子做简谐运动，则下列说法中正确的是(　　)
A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大
C．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同
D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
D
课堂训练
2.某弹簧振子的振动图象如图所示。根据图象判断,下列说法正确的是( )
C.第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同,但瞬时速度方向相反D.第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同,瞬时速度方向相反
D
A.第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反
B.第2s末振子相对于平衡位置的位移为-20cm
3.如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴．向右为x轴正方向．若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为(　 　)
A
A.t=1 s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值B.t=2 s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值C.t=3 s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零D.t=4 s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值
4.某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是　(　 　)
A
课堂小结
谢谢观赏