人教版高中物理選修（3-4）-11.1《簡諧運動》教學(xué)課件

1、1.加速度加速度大小方向都不變大小方向都不變的勻變速直線運動。的勻變速直線運動。（自由落體運動）（自由落體運動）思考思考1 1：我們以前學(xué)過哪些運動形式？我們以前學(xué)過哪些運動形式？2.加速度加速度大小方向都不變大小方向都不變的勻變速曲線運動。的勻變速曲線運動。（平拋運動）（平拋運動）3.加速度加速度大小不變方向改變大小不變方向改變的變加速曲線運的變加速曲線運動。（勻速圓周運動）動。（勻速圓周運動）教學(xué)錄像教學(xué)錄像 ： 機械振動機械振動思考思考2 2：如果加速度大小和方向都改變，那么如果加速度大小和方向都改變，那么物體會做什么運動呢？物體會做什么運動呢？機械振動機械振動特點“中心中心”意味著具有

2、意味著具有“對稱性對稱性”（也稱這中心為平衡位置）（也稱這中心為平衡位置）（1 1）、圍繞著）、圍繞著“中心中心”位置位置（2 2）、）、“往復(fù)往復(fù)”運動運動“往復(fù)往復(fù)”意味著具有意味著具有“周期性周期性”（知道一次完整的運動情況可推之后的運動情（知道一次完整的運動情況可推之后的運動情況）況）彈簧振子彈簧振子理想化模型理想化模型 2、 理想化處理理想化處理： 忽略摩擦力忽略摩擦力 忽略彈簧質(zhì)量忽略彈簧質(zhì)量思考：思考：振子的運動是怎樣一種運動呢？振子的運動是怎樣一種運動呢？一、彈簧振子一、彈簧振子1 1、概念：小球和彈簧所組成的系統(tǒng)的名稱，有時也、概念：小球和彈簧所組成的系統(tǒng)的名稱，有時也把這樣

3、的小球稱做彈簧振子或簡稱振子把這樣的小球稱做彈簧振子或簡稱振子 振子的位移振子的位移x x都是都是相對于平衡位置相對于平衡位置的位移，以平衡位置為的位移，以平衡位置為坐標(biāo)原點坐標(biāo)原點O O，沿振動方向建立坐標(biāo)軸。規(guī)定在，沿振動方向建立坐標(biāo)軸。規(guī)定在O O點右邊時位移點右邊時位移為正，在左邊時位移為負。為正，在左邊時位移為負。二、彈簧振子的位移二、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象OX XA A為正、為正、X XB B為負為負 研究彈簧振子的運動研究彈簧振子的運動1 1、位移隨時間的變化規(guī)律、位移隨時間的變化規(guī)律（1 1）作圖法）作圖法二、彈簧振子的位移二、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象2 2、圖象

4、繪制方法、圖象繪制方法第一個第一個1/21/2周期：周期：時間時間t(s)t(s)0 0t t0 02t2t0 03t3t0 04t4t0 05t5t0 06t6t0 0位移位移x(m)x(m)-20.0-20.0-17.8-17.8-10.1-10.10.10.110.310.317.717.720.020.0第二個第二個1/21/2周期：周期：時間時間t(s)t(s)6t6t0 07t7t0 08t8t0 09t9t0 010t10t0 011t11t0 012t12t0 0位移位移x(m)x(m)20.020.017.717.710.310.30.10.1-10.1-10.1-17.8-

5、17.8-20.0-20.0橫坐標(biāo)：橫坐標(biāo)：振動時間振動時間t t縱坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：振子相對于平衡位置振子相對于平衡位置的位移的位移猜想：猜想：彈簧振子的位移彈簧振子的位移時間圖象可能是余弦曲線。時間圖象可能是余弦曲線。二、彈簧振子的位移二、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象 勻速圓周運動物體在水平方向的投影與水平方向勻速圓周運動物體在水平方向的投影與水平方向彈簧振子的運動是等效的。彈簧振子的運動是等效的?！緦嶒烌炞C實驗驗證】動畫演示：簡諧與圓周運動等效動畫演示：簡諧與圓周運動等效)cos()cos(tAx（2 2）、頻閃照相）、頻閃照相二、彈簧振子的位移二、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象 在彈簧振

6、子的小球上安裝一枝繪圖筆，讓一條紙帶在彈簧振子的小球上安裝一枝繪圖筆，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆在紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象。上畫出的就是小球的振動圖象。(3)(3)、描圖記錄法、描圖記錄法二、彈簧振子的位移二、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象教學(xué)錄像教學(xué)錄像: :簡諧運動圖像的應(yīng)用簡諧運動圖像的應(yīng)用 二、彈簧振子的位移二、彈簧振子的位移時間圖象時間圖象(4)(4)、用傳感器和計算機描繪、用傳感器和計算機描繪探究實驗：探究實驗： 彈簧振子的振動圖像彈簧振子的振動圖像 【實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康摹?觀察彈簧振子的振動圖像觀察彈簧振子

7、的振動圖像【實驗原理實驗原理】 將位移傳感器發(fā)射模塊作為彈簧振子固定在彈簧振子實驗器上并使之振動，獲將位移傳感器發(fā)射模塊作為彈簧振子固定在彈簧振子實驗器上并使之振動，獲得的得的s-t曲線即為彈簧振子的振動圖像。曲線即為彈簧振子的振動圖像?！緦嶒炂鞑膶嶒炂鞑摹?思邁思邁Prodigy Lab 數(shù)據(jù)采集器、位移傳感器、計算機、彈簧振子實驗器等。數(shù)據(jù)采集器、位移傳感器、計算機、彈簧振子實驗器等?！緦嶒炑b置圖實驗裝置圖】【實驗過程實驗過程】1將位移傳感器的發(fā)射模塊作為彈簧振子使用，平放固定在滑塊上并可做水平將位移傳感器的發(fā)射模塊作為彈簧振子使用，平放固定在滑塊上并可做水平振動。將接收模塊固定在氣墊導(dǎo)軌

8、的一端，連接到數(shù)據(jù)采集器，使之與發(fā)射模振動。將接收模塊固定在氣墊導(dǎo)軌的一端，連接到數(shù)據(jù)采集器，使之與發(fā)射模塊處于同一平面且基本正對；塊處于同一平面且基本正對；2打開思邁打開思邁Prodigy Lab實驗平臺，點擊實驗平臺，點擊“數(shù)據(jù)列表數(shù)據(jù)列表”。3打開位移傳感器發(fā)射模塊的電源開關(guān)，點擊打開位移傳感器發(fā)射模塊的電源開關(guān)，點擊“開始讀數(shù)開始讀數(shù)”，使之水平振動，使之水平振動，可以觀察到彈簧振子振動圖像，如圖?？梢杂^察到彈簧振子振動圖像，如圖。 1、定義：如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦、定義：如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象（函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象（xt圖象）是

9、一條圖象）是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動。如：彈簧正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動。如：彈簧振子的運動。振子的運動。 簡諧運動是最簡單、最基本的振動。簡諧運動是最簡單、最基本的振動。 2 2、簡諧運動的圖象、簡諧運動的圖象橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)時間；縱坐標(biāo)時間；縱坐標(biāo)偏離平衡位置的位移偏離平衡位置的位移三、簡諧運動及其圖象三、簡諧運動及其圖象txo思考思考1、簡諧運動的圖象就是物體的運動軌跡嗎？2、由簡諧運動的圖象判斷簡諧運動屬于下列哪一種運動？A A、勻變速運動、勻變速運動 B B、勻速直線、勻速直線運動運動 C C、變加速運動、變加速運動 D D、勻加速直線運動、勻加速直線運動 txo小小 結(jié)結(jié)1 1、機械振動：、機械振動：物體在平衡位置（中心位置）兩物體在平衡位置（中心位置）兩側(cè)附近所做往復(fù)運動。通常簡稱為振動。側(cè)附近所做往復(fù)運動。通常簡稱為振動。平衡位置：振子原來靜止時的位置平衡位置：振子原來靜止時的位置2 2、彈簧振子、彈簧振子理性化模型：不