物理：11.1 简谐运动 课件(人教版选修3-4).ppt

第一节　简谐运动;;课标定位 学习目标：1.知道机械振动、平衡位置的概念． 2．理解弹簧振子这一物理模型． 3．知道什么是简谐运动． 4．知道简谐运动的振动图象为一正弦曲线，理解其物理意义． 重点难点：1.简谐运动的含义以及简谐运动的图象． 2．根据简谐运动的图象弄清各时刻质点的位移、路程及运动方向．;课前自主学案;3．振子模型 如图11－1－1所示，如果球与杆之间的摩擦可以_________，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以_________，则该装置为弹簧振子．;三、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_______函数的规律，即它的振动图象(x-t图象)是一条_______曲线，这样的振动叫做简谐运动． 2．特点：简谐运动是最简单、最基本的______，其振动过程关于_____________对称，是一种__________运动．弹簧振子的运动就是_______________．;3．简谐运动的图象(x-t图象) 如图11－1－2所示： (1)建立坐标系：在简谐运动的图象中，以横轴表示_________，以纵轴表示__________．;(2)物理意义：振动图象表示振动物体_________________________随_________的变化规律． (3)图象的应用：医院里给病人做的_________，地震仪中绘制的地震曲线等．;核心要点突破;(2)与一段时间内位移的区别 一段时间内的位移是指从初位置指向末位置的有向线段．如图11－1－3，从t1时刻到t2时刻的位移为x2－x1，从t1时刻到t4时刻的位移为x4－x1. ;2．简谐运动的速度 跟运动学中的含义相同，在所建立的坐标轴上，速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反． 如图11－1－4所示，在x坐标轴上，设O点为平衡位置，A、B为位移最大处，在O点速度最大，在A、B两点速度为零．;3．简谐运动的位移与速度的关系 简谐运动中速度大小与位移大小有关，位移越大速度越小．而速度方向与位移方向关系并不确定，如振动质点通过同一位置，其位移矢量的方向是一定的，而速度方向却有两种可能． 特别提醒：振子的位移是指振子偏离平衡位置的位移．;即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．关于简谐运动，下列说法正确的是(　　) A．位移的方向总是指向平衡位置 B．速度的方向总是跟位移的方向相反 C．位移的方向总是由平衡位置指向振动物体所在位置 D．速度的方向总是跟位移的方向相同 解析：选C.位移方向是由平衡位置开始，若规定平衡位置向右为正，则向左为负；速度的方向可以与位移同向，也可以与位移反向，C正确．;二、对简谐运动图象(x-t图象)的认识 1．形式：正(余)弦曲线． 2．物理意义：表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律．;3．获取信息 (1)任意时刻质点位移的大小和方向：如图11－1－5所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2.;(2)任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图11－1－6中a点，下一时刻离平衡位置更远，故a此刻向上振动．;(3)任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比较：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置．若远离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大．若靠近平衡位置，则速度越来越大，加速度、位移越来越小．如图11－1－6中b，从正位移向着平衡位置运动，则速度为负且增大，位移、加速度正在减小．c从负位移远离平衡位置运动，则速度为负且减小，位移、加速度正在增大．;特别提醒：振动图象描述的是振动质点的位移随时间的变化关系，而非质点运动的轨迹．比如弹簧振子沿一直线做往复运动，其轨迹为一直线，而它的振动图象却是正弦曲线．;即时应用(即时突破，小试牛刀) 2．如图11－1－7是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图象，下列有关该图象的说法正确的是(　　);A．该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置 B．从图象可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的 C．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动 D．图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同;解析：选ACD.从图象中能看出坐标原点在平衡位置，A对．横轴虽然是由底片匀速运动得到的位移，但已经转化为时间轴，小球只在x轴上振动，所以B错，C对．因图象中相邻小球之间时间相同，密处说明位置变化慢，D正确．;课堂互动讲练;【精讲精析】　位移为负，速度可能为正，也可能为负，选项A错；振子通过平衡位置时，加速度为零，但速度不为零且方向可能相反，选项B、C错；加速度随位移的改变而改变，故选项D对． 【答案】　D 【方法总结】　位移和速度都是矢量，矢量相同，必须是大小和方向都相同