人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第2章 机械振动 1 简谐运动 (2).ppt

(2)任意时刻质点的振动方向。看下一时刻质点的位置,如图乙中a点,下一时刻离平衡位置更远,故a此刻向上振动。乙(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。如图乙中b点,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点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。简谐运动的x-t图像与匀速直线运动的x-t图像有何相同点?提示:①两种图像都反映了位移随时间的变化规律;②根据图线上某点切线的斜率可判断出某一时刻质点的速度方向及大小。典例剖析一质点做简谐运动的图像如图所示,该质点在t=3.5s时刻()A.速度为正,加速度为正B.速度为负,加速度为负C.速度为负,加速度为正D.速度为正,加速度为负答案:D解析:由题图可知,3.5s时,质点由平衡位置向正的最大位移处运动,所以此时速度为正,质点做减速运动,加速度为负,故选项D正确。特别提醒分析简谐运动图像问题的三点提醒

1.简谐运动的位移—时间图像反映的是质点偏离平衡位置的位移随时间变化的规律,简谐运动的位移—时间图像并不是质点的运动轨迹,运动轨迹的长度也不是正弦图线拉开后的长度。

2.在x-t图像上,质点在某时刻的位移,即为此时刻对应的纵坐标。

3.质点在某段时间内的路程(轨迹的长度),需结合振动质点的实际运动轨迹进行计算。学以致用下图为某物体做简谐运动的图像,下列说法正确的是()A.由P→Q位移在增大B.由P→Q速度在增大C.由M→N速度是先减小后增大D.由M→N位移始终减小答案:A解析:由题图可知从P→Q物体远离平衡位置向外运动,位移增大,速度减小,选项A正确,B错误;由M→N,物体由正位移处向平衡位置移动,速度增大,位移减小,再由平衡位置沿负方向运动,位移增大,速度减小,选项C、D错误。模型方法?素养提升简谐运动的对称性及应用——模型构建方法归纳简谐运动的对称性的理解举例:如图所示,物体在A与B间做简谐运动,O点为平衡位置,C和D两点关于O点对称?时间的对称tOB=tBO=tOA=tAO,tOD=tDO=tOC=tCO,tDB=tBD=tAC=tCA速度的对称①物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等,方向相反②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)的速度大小相等,方向可能相同,也可能相反位移和加速度的对称①物体经过同一点(如C点)时,位移和加速度均相同②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时,位移与加速度均大小相等,方向相反做简谐运动的物体,在两个不同的时刻速度相等,一定是到达了同一位置吗?提示:不是。做简谐运动的物体,在两个不同的时刻速度相等,这两个时刻所处的位置可能为同一位置,也可能处于相对平衡位置对称的两个不同位置。典例剖析弹簧振子做简谐运动,其振动图像如图所示,则()A.t1、t2时刻振动物体的速度大小相等,方向相反B.t1、t2时刻振动物体加速度大小相等,方向相反C.t2、t3时刻振动物体的速度大小相等,方向相反D.t2、t3时刻振动物体的加速度大小相等,方向相同答案:A解析:从题图可以看出,t1、t2时刻振动物体处于同一位置,位移大小相同,方向一致,则加速度大小相等,方向一致;由振动的对称性知,速度大小相等,方向相反,故选项A正确,B错误。t2、t3时刻振动物体处于平衡位置两边的对称位置,位移大小相等,方向相反,则加速度大小相同,方向相反;由振动的对称性知,速度大小相等,方向相同,都沿x轴负方向,故选项C、D错误。规律总结简谐运动中几个特殊位置的运动参量的关系1.位移、速度、加速度都是矢量,当振动物体通过某一位置时,位移和加速度方向是一定的,速度方向有两种可能。

2.当振动物体通过关于平衡位置对称的位置时,位移、加速度大小相等,方向相反,而速度方向可能相同,也可能相反。学以致用一弹簧振子做简谐运动,以下说法正确的是()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.振动物体每次经过平衡位置时,加速度相同,速度也一定相同C.振动物体每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同D.振动物体在平衡位置两侧对称的位置上,其速度、位移都反向答案:C解析:加速度的方向与位移方向相反,位移方向为负时,加速度方向一定为正,但速度方向为物体运动方向,与位移方向无关,可正可负,选项A错误;振动物体每次经过平衡位置时,加速度为零且速度大小相等,但速度方向不一定相同,选项B错误;每次通过同一位置时,位移相同