簡諧運動 高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

第二章機械振動2.1簡諧運動課堂引入

秋千、鐘擺的來回擺動，蜜蜂翅膀抖動……在生活中我們會觀察到很多類似這樣的運動。這些運動有沒有共同點呢？小狗蕩秋千鐘擺來回擺動一、機械振動1.定義：我們把物體或物體的一部分在一個位置附近的往復運動稱為機械振動，簡稱振動。觀察發(fā)現(xiàn):

上述物體總是在某一位置附近做往復性的運動。2.特征：(1)有一個“中心位置”，也是振動物體靜止時的位置；(2)運動具有往復性。平衡位置【典例1】下列運動中不屬于機械振動的是()A．樹枝在風的作用下運動B．豎直向上拋出的物體的運動C．說話時聲帶的運動D．爆炸聲引起窗扇的運動B如圖，把一個有小孔的小球連接在彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球套在光滑的桿上，能夠自由滑動。彈簧的質(zhì)量與小球相比可以忽略。小球運動時空氣阻力很小，也可以忽略。彈簧未形變時，小球所受合力為0，處于平衡位置O。把小球拉向右方，然后放開，它就在平衡位置附近運動起來，這就是最簡單的機械振動-----彈簧振子1.彈簧振子：我們把小球和彈簧組成的系統(tǒng)稱為彈簧振子，小球稱為振子。2.理想化模型：（2）不計阻力；（3）忽略彈簧的質(zhì)量；（1）小球看成質(zhì)點；二、彈簧振子（4）彈簧始終在彈性限度內(nèi)。3.分類：水平彈簧振子豎直彈簧振子思考：彈簧振子的平衡位置是否一定在原長位置？三、彈簧振子的位置與時刻圖像①頻閃照相底片勻速運動方向思考：該圖像是不是振子的運動軌跡？三、彈簧振子的位置與時刻圖像三、彈簧振子的位移與時間圖像txotxo反映振子在某時刻偏離平衡位置的位移不是表示振子的運動軌跡三、彈簧振子的位移—時間圖象1．彈簧振子的位移(1)振子在某時刻的位移：從平衡位置指向振子在該時刻位置的有向線段．若規(guī)定振動質(zhì)點在平衡位置右側(cè)時位移為正，則它在平衡位置左側(cè)時位移為負；(2)振子在某段時間內(nèi)的位移：由初位置指向末位置的有向線段．三、彈簧振子的位移—時間圖象2．對圖像的理解：(1)任意時刻質(zhì)點位移的大小和方向。(2)任意時刻速度的大小和方向。(3)任意時刻質(zhì)點的速度、加速度、位移的變化情況。②勻速拉動法

【典例2】.如圖所示某質(zhì)點的振動圖像。根據(jù)圖像中的信息，回答下列問題。（1）質(zhì)點離開平衡位置的最大距離有多大？（2）在1.5s和2.5s這兩個時刻，質(zhì)點向哪個方向運動？（3）質(zhì)點相對于平衡位置的位移方向在哪些時間內(nèi)跟它的瞬時速度的方向相同在哪些時間內(nèi)跟瞬時速度的方向相反？（4）質(zhì)點在第2s末的位移是多少？（5）質(zhì)點在前2s內(nèi)運動的路程是多少？四、簡諧運動2.圖象意義:表示一個振子不同時刻所在的位置或者一個振子位移隨時間的變化規(guī)律。1、定義：如果質(zhì)點的位移與時間的關系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象（x—t圖象）是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動?！镜淅?】（多選）一個質(zhì)點以O點為平衡位置做簡諧運動,位移隨時間變化的圖像如圖,a、b、c、d表示質(zhì)點在不同時刻的相應位置,則（）A．質(zhì)點通過位置c時速度最大,加速度為零B．質(zhì)點從位置a到位置c和從位置b