《简谐运动》课件.pptxVIP

《简谐运动》;进入高中以来，我们主要学习了哪些形式的运动??;钟摆的摆动;;;;;???;;;;描图记录法;描图记录法;位移传感器;;;;;;;如图，当振子由A点向平衡位置O点运动时，下列说法正确的是

A.振子的位移变小

B.振子的运动方向向左

C.振子的位移方向向左

D.振子的速度变大;

;;[知识归纳]

1.对弹簧振子的理解

(1)弹簧振子是一个理想化模型,跟前面学习的质点、点电荷等一样,是为研究问题而抓住主要因素、忽略次要因素的一种科学的处理方法。

(2)平衡位置

①振子静止时的位置,在平衡位置时,物体受到的合力为零。

②在平衡位置时,弹簧不一定处于原长。;(3)实际物体看作弹簧振子的四个条件

①弹簧的质量比物体的质量小得多,可以认为整体质量集中于物体上;

②构成弹簧振子的物体体积足够小,可以认为物体是一个质点;

③忽略弹簧以及物体与水平杆之间的摩擦力;

④物体从平衡位置被拉开的位移在弹簧弹性限度内。;2.对简谐运动的理解

(1)简谐运动的位移

①振动位移可用从平衡位置指向振子所在位置的有向线段表示,方向为从平衡位置指向振子所在位置,大小为平衡位置到该位置的距离。

②位移的表示方法:以平衡位置为坐标原点,以振动所在的直线为坐标轴,规定正方向,则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示。;(2)简谐运动的速度

①物理含义:速度是描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。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。

②特点:振子在平衡位置速度最大,在两最大位移处速度为零。

(3)加速度

①产生:水平弹簧振子的加速度是由弹簧弹力产生的。

②方向特点:与弹簧弹力方向相同,总是指向平衡位置,始终和位移方向相反。

③大小变化规律:远离平衡位置运动,振子的加速度增大;向平衡位置运动,振子的加速度减小。平衡位置,振子的加速度为零;最大位移处,振子的加速度最大。

要点笔记简谐运动中的位移、速度和加速度是彼此独立的物理量,在同一位置,物体的位移和加速度的方向是一定的,而速度的方向却有两种可能。;[典例剖析]

例题1(多选)弹簧上端固定在O点,下端连接一小球,组成一个振动系统,如图所示,用手向下拉一小段距离后释放小球,小球便上下振动起来,关于小球的平衡位置,下列说法正确的是()

A.在小球运动的最低点 B.在弹簧处于原长时的位置

C.在小球速度最大时的位置 D.在小球原来静止时的位置

解析平衡位置是振动系统不振动时,小球(振子)处于平衡状态时所处的位置,可知此时小球所受的重力大小与弹簧的弹力大小相等,即mg=kx,当小球处于平衡位置时,其加速度为零,速度最大,选项C、D正确,A、B错误。

答案CD;变式训练1如图所示为一鱼漂的示意图。当鱼漂静止时,水位恰好在O点。用手将鱼漂往下按,使水位到达M点。松手后,鱼漂会上下运动,水位在M、N之间来回移动。鱼漂的运动可看成是简谐运动。下列说法正确的是()

A.水位到达N点时,鱼漂的速度最大

B.水位在O点时,鱼漂的速度最大

C.水位到达M点时,鱼漂具有向下的加速度

D.鱼漂由上往下运动时,速度越来越大;解析O点是平衡位置,所以水位在O点时鱼漂的速度最大,A错误,B正确;水位到达M点时,鱼漂具有向上的加速度,C错误;鱼漂由上往下运动时,可能加速也可能减速,D错误。

答案B;;[知识归纳]

1.形状:正弦曲线。

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。如图甲所示,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,如图乙中A点,下一时刻离平衡位置更远,故A点此刻向上振动。

(3)某段时间内位移、速度、加速度的变化情况判断:先判断质点在这段时间内的振动方向,从而确定各物理量的变化。如图甲所示,质点在t1时刻到t0时刻这段时间内,离平衡位置的位移变小,故质点正向平衡位置运动,速度增大,位移和加速度都变小。

要点笔记弹簧振子的轨迹是一条线段,振动图像是正弦曲线。;[典例剖析]

例题2(2021新疆实验中学高二期末)如图所示为一质点的简谐运动图像。由图可知,下列说法正确的是()

A.质点的运动轨迹为正弦曲线

B.t=0时,质点正通过平衡位置向正方向运动

C.t=0.25s时,质点的速度方向与位移的正方向相反

D.质点运动过程中,两端点间的距离为0.1m;解析质点做简谐振动时,运动轨迹是一条直线,离开平衡位置的位移与时间的图像是正弦曲线(余弦曲线),A错误;由题图可知,t=0时,质点正通过正向最大位移处向负方向运动,B错误;由题图可知,t=0.25s时,质点的速度方向与位移的正