ksu原创课件物理：《简谐运动》课件新人教版选修.ppt

* * * 研究振动要从最简单、最基本的振动着手，这种振动叫做简谐运动。 简谐运动 第十一章 机械振动 从运动学的角度定义简谐运动 1.学生对各种类别运动的认识 ●先认识运动学特点 ●再了解动力学条件 2.新教材关于简谐运动定义的教学线索 定性描述振动 介绍弹簧振子 实验作出弹簧振子的位移－时间图象 分析弹簧振子的位移－时间图象是正弦曲线 定义简谐运动 加速度大小方向都不变的匀变速直线运动。（自由落体运动） 思考1：我们以前学过哪些运动形式？ 加速度大小方向都不变的匀变速曲线运动。（平抛运动） 加速度大小不变方向改变的变加速曲线运动。（匀速圆周运动） 思考2：如果加速度大小和方向都改变，那么物体会做什么运动呢？ 观察 物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动，简称振动。 一、机械振动 （1）围绕着“中心”位置，即有平衡位置 （2）“往复”运动，即有往复性，周期性 这些运动的共同特点是什么？ （3）振动物体的轨迹可能是直线也可能是曲线 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。 2、理性化模型： （1）不计阻力，小球看成质点 （2）弹簧的质量与小球相比可以忽略。 1、概念： 二、弹簧振子——理想化模型 O 注：弹簧振子不一定只在水平面内运动。 二、弹簧振子——理想化模型 思考：振子的运动属于什么运动呢？ 振子的位移x都是相对于平衡位置的位移，以平衡位置为坐标原点O，沿振动方向建立坐标轴。规定在O点右边时位移为正，在左边时位移为负。 三、弹簧振子的位移—时间图象（即振动图像） O 研究弹簧振子的运动 用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像，得到分帧照片，依次排列得到图象。 （1）、频闪照相 图像绘制方法 t x o 思考：如何理解这就是振子的位移时间图象? 描述了振子在各时刻时相对于平衡位置的位移。 （2）、用运动传感器测量垂直悬挂弹簧振子的运动 在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带上画出的就是小球的振动图象。 (3)、描图记录法 多媒体实验室 这种记录振动的方法在实际中有很多应用。医院里的心电图及地震仪中绘制的地震曲线等，都是用类似的方法记录振动情况的。 绘制地震曲线的装置 心电图 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。 结论： 弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线. 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。简谐运动是最简单、最基本的运动。例如：弹簧振子的运动就是简谐运动。 三、简谐运动及其图象 2、简谐运动的振动图象 t x o 振动图象是一条正弦曲线.描述了质点作简谐运动时，位移随时间变化的规律，它不是质点的轨迹。 横坐标：振动时间t 纵坐标：振子相对于平衡位置的位移 3. 位移、速度特点 位移： 方向始终背离平衡位置，每经过平衡位置位移方向发生改变；远离平衡位置时位移增大，靠近平衡位置时位移减小。 速度： 每经过最大距离处速度方向发生改变，远离平衡位置（位移增大）时速度方向和位移方向相同，靠近平衡位置（位移减小）时速度方向和位移方向相反。 关于简谐运动下列说法正确的是（ ） A、简谐运动一定是水平方向的运动 B、所有的振动都可以看成简谐运动 课 堂 练 习 C、物体做简谐运动时的运动轨迹一定是正弦曲线 D、只要振动图象是正弦曲线,物体一定做简谐运动 D * * * 研究振动要从最简单、最基本的振动着手，这种振动叫做简谐运动。