课件28张PPT。第十一章 机械振动11.1 简谐运动新考纲要求?内容 要求???复习回顾高中阶段我们学过的运动形式有哪些?
提示:按运动轨迹分类直线运动曲线运动匀速直线运动变速直线运动匀变速直线运动变加速直线运动抛体运动圆周运动平抛运动斜抛运动匀速圆周运动变速圆周运动这些运动的共同特点是什么?秋千弹簧振子摆钟一、机械振动 物体在平衡位置(中心位置)两侧附近所做往复运动。通常简称为 振动。(1)平衡位置振子原来静止时的位置
(一般情况下指物体在没有振动时所处的位置)1.定义:2.特点:对称性(2)往复运动------“周期性” 判断下列物体的运动是否是机械振动:二、弹簧振子——理想化模型2、理性化模型:
(1)不计阻力
(2)弹簧的质量与小球相比可以忽略。
1、概念:
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。思考:振子的运动是怎样一种运动呢?三、弹簧振子的位移—时间图象1、位移x:振动物体的位移x用从平衡位置指向物体所在位置的有向线段表示.
如图示,是振子在A、B位置的位移xA和xB 坐标原点0-平衡位置横坐标t-振动时间纵坐标x-振子偏离平衡位置的位移规定在0点右边时位移为正,左边时位移为负.2、画法:三、弹簧振子的位移—时间图象三、弹簧振子的位移——时间图象1、频闪照片法第一个1/2周期:
第二个1/2周期:
横坐标:振动时间t纵坐标:振子相对于平衡位置的位移2、描图记录法三、弹簧振子的位移——时间图象体验:
一同学匀速拉动一张白纸,另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段,观察得到的图象2、描图记录法二、弹簧振子的位移——时间图象类似应用绘制地震曲线的装置 上图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? 假定是正弦曲线,可用刻度尺测量它的振幅和周期,写出对应的表达式,然后在曲线中选小球的若干个位置,用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标,代入所写出的正弦函数表达式中进行检验,看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。 方法一 验证法:方法二 拟合法: 在图中,测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标,把测量值输入计算机中作出这条曲线,然后按照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线,看一看弹簧振子的位移——时间的关系可以用什么函数表示。3、验证:结论:
弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线.简谐运动是最简单、最基本的振动。四、简谐运动及其图象1、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。
如:弹簧振子的运动。变加速运动简谐运动是最简单、最基本的振动。 五、简谐运动与匀速圆周运动的关系思考1、简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗?2、由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动?A、匀变速运动
B、匀速直线运动
C、变加速运动
D、匀加速直线运动 小 结1、机械振动:物体在平衡位置(中心位置)两侧附近所做往复运动。通常简称为振动。
平衡位置:振子原来静止时的位置
2、弹簧振子理性化模型:不计阻力、弹簧的质量与小球相比可以忽略。
3、简谐运动: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 。 1、质点离开平衡位置的最大位移? 2、2s末、4s末、8s 、10S末质点位置在哪里?3、2s末、6s末质点朝哪个方向运动?4、质点在6s末、14s末的位移是多少?
5、质点在4s、16s内通过的路程分别是多少?课堂训练1、某一弹簧振子的振动图象如图所示,则由图象判断下列说法正确的是( )
A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cm
B、1s到2s的时间内振子向平衡位置运动
C、0.5s时和1.5s时振子的位移相等,运动方向也相同
D、振子在2s内完成一次往复性运动
A B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( )
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
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例题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.振子每次通过平衡位置时,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移时,其速度不一定相同,但加速度一定相同D如图所示是质点做简谐运动的图像 ,由此可知 ( )
A.t=0时,质点位移、速度均为零
B.t=1s时,质点位移最大,速度为零
C.t=2s时,质点的位移为零,速度负向最大值,加速度为零
D.t=4s时,质点停止运动BC