2.1簡諧運動課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性2

2.1簡諧運動我們把物體或物體的一部分在一個位置附近的往復(fù)運動稱為機械振動在某一位置附近做往復(fù)性的運動。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(fù)運動稱為機械振動

，簡稱振動。2.特征：(1)有一個“中心位置”，也是振動物體靜止時的位置；(2)軌跡：可能是直線，也可能是曲線⑶運動具有往復(fù)性。你能舉出生活中，機械振動的其他例子嗎？O點為平衡位置二、彈簧振子1.定義:小球和彈簧所組成的系統(tǒng)稱作彈簧振子，有時也把這樣的小球稱做彈簧振子或簡稱振子。O點為平衡位置：物體原來靜止時的位置2.條件:（1）忽略摩擦力等各種阻力；（2）小球看成質(zhì)點；

（3）忽略彈簧質(zhì)量;

（4）彈簧始終在彈性限度內(nèi)。理想模型3.平衡位置：不一定。豎直彈簧振子物體原來靜止時的位置或振動速度最大的位置拓展思考：彈簧振子的平衡位置一定在彈簧的原長位置嗎？1.可以用哪些物理量來描述小球的運動？位移x、速度v、加速度a物體未振動時，靜止不動的位置或振動時速度最大的位置2.平衡位置：ox以平衡位置為坐標原點O，規(guī)定向右為正方向。oxox3.小球的位移：位移x都是指相對于平衡位置的位移，即由平衡位置指向振子位置的有向線段。O點右邊位移為正；O點左邊位移為負。右邊左邊三、彈簧振子位移—時間圖像1、彈簧振子的位移1）振子在某時刻的位移：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。O→M:M→O:O→M′:M′→O:x的大小增大，方向始終向右。x的大小減小，方向始終向右。x的大小增大，方向始終向左。x的大小減小，方向始終向左。三、彈簧振子位移—時間圖像2)圖像的獲取方式方法一：手動描圖法

以小球的平衡位置為坐標原點，規(guī)定水平向右為正方向，橫軸為時間t，縱軸為位移x。在坐標系中標出各時刻小球球心的位移，用曲線將其連接在一起，得到振動圖像，如圖所示：三、彈簧振子位移—時間圖像2)圖像的獲取方式方法二：描圖記錄法三、彈簧振子位移—時間圖像2)圖像的獲取方式方法三：頻閃照相法頻閃儀每隔0.05s閃光一次，閃光的瞬間振子被照亮，因此在底片上留下了小球和彈簧的一系列的像。把這些照片先后一幀一幀向右平鋪排列，可以在同一個畫面上看到鋼球在各個不同時刻的位置。o點擊小球豎直彈簧振子四、簡諧運動1.定義：如果物體的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖像（x-t圖像）是一條正弦曲線，這樣的振動是一種簡諧運動。簡諧運動是最基本的振動。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。從圖像上可以獲取哪些信息？2圖像信息：①橫坐標

——時間（周期）②縱坐標

——位移和路程③斜率

——速度④平衡位置

——位移為0，速度最大⑤最大位移處

——位移最大，速度為0(1)位移：方向始終背離平衡位置，每經(jīng)過平衡位置位移方向發(fā)生改變；

遠離平衡位置時位移增大，靠近平衡位置時位移減小。(2)速度：每經(jīng)過最大距離處速度方向發(fā)生改變

遠離平衡位置（位移增大）時速度方向和位移方向相同，

靠近平衡位置（位移減小）時速度方向和位移方向相反。分析彈簧振子與振動圖像的對應(yīng)關(guān)系A(chǔ)BCDEFGHIJKLM左圖O點對應(yīng)右圖的

左圖M點對應(yīng)右圖的

左圖O-M過程對應(yīng)右圖的

左圖M-M’過程對應(yīng)右圖的

設(shè)向右為正方向右圖C點對應(yīng)左圖的

右圖E-F對應(yīng)左圖的

OBDFHJLAEIMOADEHILMACEGIKM到O

四、簡諧運動任意時刻質(zhì)點的速度、位移的變化情況及大小比較：判斷是遠離還是靠近平衡位置，若遠離平衡位置，則速度越來越小，位移越來越大，若靠近平衡位置，則速度越來越大，位移越來越小，如圖乙中b，從正位移向著平衡位置運動，則速度為負且增大，位移正在減小，c從負位移遠離平衡位置運動，則速度為負且減小，位移正在增大。②任意時刻質(zhì)點的振動方向：看下一時刻質(zhì)點的位置，如圖乙中a點，下一時刻離平衡位置更遠，故a此刻向上振動。對稱性：

關(guān)于平衡位置對稱的兩點

位移大小相等，方向相反

速度大小相等，方向可同可反

時間對稱1.如圖所示是表示一質(zhì)點做簡諧運動的圖象，下列說法正確的是

(

)A.該圖象是從平衡位置開始計時畫出的B.t1時刻振子正通過平衡位置向正方向運動C.t2時刻振子的位移最大D.t3時刻振子正通過平衡位置向正方向運動CD某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像如圖所示,根據(jù)圖像中的信息,回答下列問題:(1)質(zhì)點在第1.5s末的位移?(2)質(zhì)點振動過程中的最大位移為多少?(3)在前2s內(nèi),質(zhì)點經(jīng)過的路程為多少?

[答案](1)-5cm(2)5cm(3)20cm

練習(xí)1(多選)如圖甲所示,一彈簧振子在A、B間振動,取向右為正方向,振子經(jīng)過O點時開始計時,其振動的x-t圖像如圖乙所示。則下列說法正確的是(

)A.t2時刻振子在A點B.t2時刻振子在