物理人教版（2019）选择性必修第一册2.1简谐运动（共15张ppt）

(共15张PPT)
第二章 机械振动
选择性必修一
2.1 简谐振动
【总结】物体在某位置附近做往复的周期性运动
单摆来回摆动 物体上下摆动 琴弦的抖动
观察以下运动，这些运动的共同特点是什么？
机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动，简称振动。
高中阶段我们学过的运动形式有哪些？
按加速度分类：
a=0 ：匀速直线运动
且与初速度方向在同一直线：匀变速直线运动
a大小不变、方向改变：匀速圆周运动
a恒定：
且与初速度方向不在同一直线：抛体运动
a变化：
a大小、方向均改变：机械振动
1.定义：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动叫做机械振动，
简称振动。
3.特点：
（1）具有一个平衡位置；
（2）具有对称性、周期性；
（3）具有一个使它回到平衡位置的力。
一、机械振动
平衡位置
2.平衡位置：振子原来静止时的位置。（合力为0）
1.构成：小球、弹簧
3.理想化条件：
（1）轻弹簧、且不超过弹簧的弹性限度；
（2）小球可以看成质点；
（3）忽略阻力。
二、弹簧振子
2.弹簧振子是理想化模型
最简单的机械振动，研究一般性振动的基础
1.振子的位移：从平衡位置指向小球所在位置的有向线段
三、弹簧振子的位移——时间图像
x1
x2
弹簧振子
注意：振子位移和机械运动的位移定义上的区别
2.弹簧振子的位移——时间图像：
三、弹簧振子的位移——时间图像
①建立坐标系：
以小球的平衡位置为坐标原点0
沿着弹簧振子的振动方向建立纵轴
垂直于弹簧振子振动方向建立横轴
②标出各时刻小球球心的位置坐标；
③用曲线把各点连接起来。
以上实验中画出的小球运动的x—t图象很像正弦曲线，是不是这样呢？如何验证？
方法一：正弦函数代入法
方法二：计算机函数图像耦合法
思考：简谐运动的位移-时间（x-t）图像是不是质点的轨迹？
四、简谐振动
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。
3.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。
2.运动性质：非匀变速运动
四、简谐振动
4.从图像获取信息
①任意时刻质点的位移的大小和方向；
②任意时刻质点的振动方向；
③任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况；
回答：a、b、c三点的位移、速度如何？
思考：图像的斜率代表什么含义？
四、简谐振动
位置 O→M M O→M’ O O→M’ M’ M’ →O
位移 增大、向右 最大 减小、向右 0 增大、向左 最大 减小、向左
速度 减小、向右 0 增大、向左 最大 减小、向左 0 增大、向右
加速度 增大、向左 最大 减小、向左 0 增大、向右 最大 减小、向右
四、简谐振动
1.位移与速度的关系：一增一减、有时同向、有时反向
2.位移与加速度的关系：同增同减、始终反向
最大位移处，速度方向改变；
平衡位置处，速度最大。
【总结】