物理选修3-4人教新课标11.1简谐运动（共23张PPT）

(共23张PPT)
11.1《简谐运动》
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
Main
Idea
一、机械振动
2.特点:
(1)平衡位置
振动停止时物体所在的位置.
------“对称性”
(2)往复运动
------“周期性”
物体在平衡位置附近的往复运动
1.定义:
条件(理想化)
：
①小球看成质点
②忽略弹簧质量
③忽略摩擦力
思考：
振子的运动是怎样一种运动呢？
二、弹簧振子
定义:小球和弹簧所组成的系统.
理想化模型
弹簧+小球
看动画,速度的变化
三、振动图像(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、振动图像(位移--时间图象)
三、振动图像(位移--时间图象)
第一个1/2周期：
时间t(s)
0
t0
2t0
3t0
4t0
5t0
6t0
位移x(cm）
-20.0
-17.8
-10.1
0.1
10.3
17.7
20.0
　
第二个1/2周期：
时间t(s)
6t0
7t0
8t0
9t0
10t0
11t0
12t0
位移x(cm)
20.0
17.7
10.3
0.1
-10.1
-17.8
-20.0
(1)描点法
2、画法:
如图是弹簧振子的频闪照片，频闪仪每隔___s闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，拍摄时底片从下向上___运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像，相邻两个像之间相隔___s。
类似应用
绘制地震曲线的装置
我们所得到的小球运动的x—t图象很像正弦曲线，是不是这样呢？你用什么方法来检验？
思考
3、验证:
方法一
验证法:
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。
结论：
弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线.
四、简谐运动
1、定义：
质点的位移随时间按正弦规律变化的振动.
如：弹簧振子的运动等。
简谐运动是最简单、最基本的振动。
2、振动图象(x-t图象)
横坐标——时间；纵坐标——偏离平衡位置的位移
四、简谐运动
振动图象是一条正弦曲线.
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
例题2：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、2s时和3s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
10
5
0
-5
-10
t/s
x/cm
1
2
3
4
5
6
AB
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。
20
-20
t/s
x/cm
0
1
2
3
4
5
6
D
练习
一、机械振动：
1.定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动.
2.特点:
对称性;
周期性.
二、弹簧振子模型：
1.小球看成质点;
2.忽略弹簧质量;
3.忽略摩擦力.
四、简谐运动：
1、定义:质点的位移随时间按正弦规律变化的振动.
2、图象:是一条正弦曲线.
三、振动图像(x--t图象)
横坐标t—时间;纵坐标x—偏离平衡位置的位移.