11.1简谐运动(一)

11.1 简谐运动（一）

编制：肖文立审核： 2014 年2 月

【学习目标】

1．认识弹簧振子模型和知道简谐运动

2．掌握振动的位移规律、速度的变化规律以及振子的受力方向。

3．明确简谐运动位移图象的物理意义，并能根据位移图像分析简谐运动过程中速度的变化情况和振子的受力方向。

【课前自学】请同学们阅读教材阅读教材P2-4并完成下面的问题

1．机械振动：物体在两侧所做的，简称振动。

2．处于水平状态的弹簧振子当小球在平衡位置时，弹簧振子系统中的弹簧处于

状态。竖直悬挂的弹簧振子，小球可以在竖直方向上下振动；当小球处于平衡位置时，

弹簧振子系统中的弹簧处于状态。

3．弹簧振子中小球离开平衡位置时受到的合外力方向应，小球任意时刻的

位移就是离开平衡位置时的位移，其方向为；当小球运动到平衡位置时，其位移，当小球离开平衡位置最远处时，其位移。

4．弹簧振子的x—t图象所描述的是弹簧振子在各个时刻的,反映出随时间的函数变化情况。

5．若质点的位移与时间的关系遵从的规律，这样的振动叫简谐振动，它是最简单、最基本的振动。

【课中互动】

1．为了研究弹簧振子的运动规律，应怎样建立坐标轴？

2．怎样表示弹簧振子的位移？

3．如图两人合作，模拟振动曲线的记录装置，先在白纸中央画一条直线OO1使它平行于纸的长边，作为图象的横坐标轴。一个人用铅笔尖在白纸上沿垂直于OO1的方向振动，另一个人沿OO1的方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的x-t图象。请解释：白纸上坐标轴上的横坐标代表什么物理量？纵坐标代表什么物理量？为什么要匀速拖动白纸？如果拖动白纸的速度是5×10-2m/s,试在下图左坐标轴上标出时间的坐标刻度。

4．.观察课本图11.1-2，计时开始时位移为零，随后位移开始增加并为正值，在上右图中画出弹簧振子的x-t图象

5．简谐运动及图象

从上图可以发现，小球运动时的x-t图象很像正弦函数图象，怎样证实它正弦函数图象呢？

6．下表为某同学根据实验记录的弹簧振子在各个位置的位移情况，请你画出其位移与时间的关系图象并判断其位移与时间关系的函数表达式。

例1．如右图所示弹簧下端悬挂一钢球，上端固定，它们组成一个振动的系统，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动起来，下列说法正确的是（）

A、钢球的最低处为平衡位置

B、钢球的最高处为平衡位置

C、钢球的速度为0时所处的位置为平衡位置

D、钢球原来静止时的位置为平衡位置例2．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的图象如图所示，则质点（）

A．第1 s末与第3 s末的位移相同

B．第1 s末与第3 s末的速度相同

C．4 s末至8 s末的的路程为10cm

D．3 s末至5 s末的速度方向都相同

【课堂反思】

【巩固提升】

1．如右图是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息回答下列问题。

（1）质点离开平衡位置的最大距离有多大？

（2）在1.5s和2.5s这两个时刻，质点的位置各在哪里？

（3）在1.5s和2.5s这两个时刻，质点向哪个方向运动？

2．如上右图，在t=0到t=4s的范围内回答以下问题。

(1)质点相对平衡位置的位移方向在哪些时间内跟它瞬时速度的方向相同？在哪些时间内跟瞬时速度的方向相反？

(2)质点在第2s末的位移是多少？

(3)质点在前2s内走过的路程是多少？

3．弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的是（）

A．若位移为负值，则速度一定为负值B．振子通过平衡位置时，速度为零

C．振子每次通过同一位置时的速度一定相同D．振子每次通过同一位置时的位移一定相同