2.1 简谐运动 课件(共21张PPT)高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

(共21张PPT)
§1 简谐运动
高二物理（人教版2019）
选择性必修 第一册
第二章 机械振动
进入高中以来，我们主要学习了哪些形式的运动
1.匀速直线运动
2.匀变速直线运动、非匀变速直线运动
3.抛体运动
4.圆周运动
钟摆的摆动
荡秋千
小孩坐在木马上来回摇摆
小鸟飞离枝头，树枝颤动
水中浮标上下浮动
一切发声的物体都在振动
这些运动的共同特点是什么？
也称这中心为平衡位置
“往复”意味着具有“周期性”


①围绕着“中心”位置
②“往复”运动
知道一次完整的运动情况可推之后的运动情况
机械振动


平衡位置：
物体原来静止时的位置
（一般情况下指物体在没有振动时能处于静止状态下的位置）
物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做的往复运动，叫机械振动。简称振动。
机械振动
判断下列物体的运动是否是机械振动
小球在竖直面内的摆动
小球在两光滑斜面上的滚动
小球在两弹簧作用下的左右运动
小球在桌面上的反弹
注意：
(1)平衡位置一定是中心位置？
(2)平衡位置一定都在原长处？
(3)平衡位置处合力一定为零？
知识深化
2.条件 ：（1）忽略摩擦力等各种阻力；
（2）小球看成质点；
（3）忽略弹簧质量。
1.定义:小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。
弹簧+小球
一、弹簧振子
振子的运动是怎样一种运动呢？
新课讲授
二、弹簧振子的位移—时间图象
1．弹簧振子的位移
(1)振子在某时刻的位移：从平衡位置指向振子在该时刻位置的有向线段；若规定振动质点在平衡位置右侧时位移为正，则它在平衡位置左侧时位移为负。
(2)振子在某时刻的位移：从平衡位置指向振子在该时刻位置的有向线段。
二、弹簧振子的位移—时间图像
新课讲授
怎样才能得到小球的位移与时间的关系？
思考与讨论：
方法一：沙漏描迹法
二、弹簧振子的位移—时间图像
新课讲授
方法二：频闪照相法
底片匀速运动方向
0
x
t
因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。
二、弹簧振子的位移—时间图像
新课讲授
方法三：手机连拍绘制弹簧振子X-t图像
三、简谐运动
新课讲授
思考与讨论：
从以上获得的弹簧振子的x-t图像可以看出，小球的位移与时间的关系似乎可以用正弦函数来表示。
那么我们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规律呢？
三、简谐运动
新课讲授
方法一：正弦函数代入法
(1)假定所得曲线是正弦曲线，测量它的振幅和周期，写出对应的正弦函数表达式；
(2)在图中选小球若干个位置，用刻度尺在图中测量坐标值，将每个位移对应的振动时间代入表达式求出函数值，比较这一函数值与测量值，看是否相等，若可视为相等，则这条曲线就是正弦曲线。
三、简谐运动
新课讲授
方法二：计算机函数图像耦合法（）
三、简谐运动
新课讲授
1.定义：如果物体的位移与时间的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，这样的振动是一种简谐运动。简谐运动是最基本的振动。
2.图象意义:表示一个振子不同时刻所在的位置或者一个振子位移随时间的变化规律。
课堂小结