高中物理：1.1《初识简谐运动》课件(粤教版选修3-4)
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高中物理教科版选修3-4配套课件1.1 简谐运动 课件(教科版选修3-4)
三、简谐运动中各物理量的变化 简谐运动的能量 (1) 一 旦给振动系统以一定的能量 ( 如拉力做功使弹簧振子偏离 平衡位置，使系统具有一定的弹性势能)，使它开始振动，在振
动过程中动能和势能相互转化，但总的机械能不变．
(2)振幅决定着系统的总机械能，振幅越大，系统的总机械能越 大． (3)简谐运动过程中能量具有对称性． 振子运动经过平衡位置两侧对称点时，具有相等的动能和相等 的势能．
弹簧振子：由小球和弹簧组成的 系统 的名称，是一个理想模
型．如图1-1-1所示．
图1-1-1
二、简谐运动 回复力：当振动的物体离开平衡位置时，所受到的指
向 平衡位置
的力．
简谐运动：物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小 成正比，并且总 指向平衡位置的物体的运动．也称简谐振动． 公式：F＝－kx.
三、振幅、周期和频率 振幅：振动物体离开平衡位置的 最大距离 ，用A表示，单位
(4)由于机械能守恒，简谐运动将以一定的振幅永远不停地振动下
去，简谐运动是一种理想化的运动．
各物理量的变化 位置 A A→O O O →B B
位移的大小 最大 变小
速度的大小 零
零
变大 最大
零
变大 最大 变小
动能
势能 总能
零
变大 最大 变小
零
零
最大 变小
变大 最大
不变 不变 不变 不变 不变
特别提醒 (1)简谐运动中在最大位移处，x、F、a、Ep最大，v＝0， Ek＝0；在平衡位置处，x＝0，F＝ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，a＝0，Ep最小，v、Ek最 大．
是米，符号是m.
物理意义：振幅是表示振动 强弱 的物理量． 周期：振动物体完成一次 全振动 所用的时间，用T表示，单位 是秒，符号是s.
高中物理 第1章 机械振动 第一节 初识简谐运动素材 粤教版选修3-4
第一课时初识简谐运动
课前预习
情景素材
前面我们学过物体在平衡力作用下的静止或匀速直线运动，在大小方向都不变的恒力作用下的匀变速直线运动，这些运动形式都比较简单，描述这几种运动物的理量：速度、位移、加速度的变化情况也比较简单.而简谐运动虽然是机械振动中最简单、最基本的；但是要想清楚地描述它的过程也是比较复杂的.那么简谐运动有哪些特征，用哪些物理量来描述简谐运动呢？
简答：简谐运动是变加速直线运动，它具有周期性和往复性.描述简谐运动的常用物理量有：位移、速度、加速度、振幅、周期、频率等.
知识预览
1.物体在某一中心位置两侧所做往复运动，叫机械振动，通常简称为振动.这一中心位置就是物体的平衡位置.
2.弹簧振子：弹簧振子是一种理想化模型，一根质量不计的弹簧(弹簧的质量比小球的质量小得多)一端固定，另一端连接一个可视为质点的小球，在运动过程中，忽略摩擦和空气阻力.
3.振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离是表示振动强弱的物理量，是标量.
4.全振动：振子以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程.
5.简谐运动：物体偏离平衡位置的位移随时间做正弦或余弦规律而变化的运动.它是一种受力加速运动，物体在运动过程中总是受到一个受力的作用.
6.周期T ：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间.频率：单位时间内完成全振动的次数国际单位是赫兹，符号是Hz.频率和周期的关系是f=T
1. 7.简谐运动的频率(或周期)由振动系统本身性质决定，与振幅的大小无关，称为振动系统的固有频率(或固有周期).。
《简谐运动的力和能量特征》课件(粤教版选修3-4)
在任何一位置上，动能和势能之和保持不变，都等于开始振动 时的弹性势能，也就是系统的总机械能。总机械能由振幅决定
因此，弹簧振子的总机械能为:
E
Ek
Ep
1 k A2 2
E
o
Ep
E Ep Ek
Ek Ep
t
Ek
Ep
A o x A x
• 简谐运动过程分析
A
OCB
A、B是位移最大位置；C是振动中的任意位置； O为平衡位置。无阻力
2、回复力的方向总是指向平衡位置，回复力为零的位置就是平衡 位置。
3.回复力的方向与位移方向相反.
回复力与振动:
弹簧振子的受力 与其它的振动都 有什么样的共性?
（１）回复力是产生振动的必要条件之一，产生振动的另一条 件是阻力足够小．
（２）所有振动的物体都一定受到指向平衡位置的回复力作 用．回复力为０的位置即为平衡位置．
全振动:振子从C→O→A→C→B→C时，就完成了一次全振动
A→O
大小 位移x
方向
回复力 大小 F 方向
加速度 大小 a 方向
速度v
动能 弹性势
能 机械能
大小 方向
O
O→B
B
B→O
O
O→A
例题:
如图所示，质量为m的物体通过劲度系数为k的弹簧相连，悬吊在 天花板上.现将物体稍向下拉，然后释放，试判断物体的振动是否为 简谐运动．
简谐运动的力和能量特征
1.简谐运动力的特征:回复力
回复力：振动物体偏离平衡位置后，所受到的使它回到平
衡位置的力。
F＝-kx；
说明:式中F为回复力；x为偏离平衡位置的位移；k是常数，
教科版物理选修3-4第一章1.1 简谐运动 课件
小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时 也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。
思考: 弹簧振子的运动有 什么特点? ①往复性
②有一个中心位置(平衡位置)——物体保 持静止状态时所处的位置。
弹簧振子的特点:
理想化处理 ①忽略摩擦力 ②忽略弹簧质量
③小球可看做质点
平衡位置:原来静止的位置。
运动特征:沿直线或弧线以平衡位置做往复周
思考1：我们以前学过哪些运动形式？
•加速度大小方向都不变的匀变速直线运动。 （自由落体运动）
•加速度大小方向都不变的匀变速曲线运动。 （平抛运动） •加速度大小不变方向改变的变加速曲线运动。 （匀速圆周运动）
观 察
思考2：如果加速度大小和方向都改变，那 么物体会做什么运动呢？ 物体在平衡位置附近所做的往复运动叫 做机械振动，简称振动。
T＝1.0s f＝1 Hz （2）振子在5s末的位移的大小 10cm （3）振子5s内通过的路程 200cm
（1）振子的周期和频率
注意： T内通过的路程一定是4A 1/2T内通过的路程一定是2A
1/4T内通过的路程不一定是A
6:一个质点做简谐运动,振幅是4 cm ,频率为2.5 Hz,该质点从 平衡位置起向正方向运动,经2.5 s质点的位移和路程分别是 ( )
简谐运动的周期公式
m T 2 k
简谐运动的周期和频率由振动系统本 身的因素决定，与振幅无关
五、简谐运动的能量
简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机 械能的总量保持不变，即机械能守恒。
简谐运动的能量由劲度系数与振幅决定， 劲度系数越大，振幅越大，振动的能量越 大。
试画出物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及 E-t图象 E
答案:D
高中物理第1章机械振动第1节初识简谐运动课件粤教版选修34
A．振子的速率在减小 B．振子的运动方向向左 C．振子的位移方向向左 D．振子的位移大小在增大
图 1－1－6
第三十一页，共42页。
【解析】 振动中任一时刻的位移均以平衡位置为起点．在振子由 A 向 O 运动的过程中，易知选项 B 正确；但此过程中的各个时刻振子都在 O 右侧，即 位移方向向右，选项 C 错误；由于不断向平衡位置靠近，位移越来越小，速度 越来越大，故选项 A、D 错误．故选 B.
第四页，共42页。
一、弹簧振子 1．平衡位置 振子原来__静__止__(时jìn的gz位hǐ置) ． 2．机械振动 振子在_平__衡___位__置_附近的__往__复__(运w动ǎn，g简fù称) _振__动___(z．hèndòng)
第五页，共42页。
3．弹簧振子 它是小球和弹簧组成的_系___统__(的xìt名ǒn称g，) 是一个理想模 型． 振子模型：如图 1－1－1 所示，如果球与杆之间的摩 擦可以_忽__略__(，hū且lü弹è)簧的质量与小球的质量相比也可以 _忽___略__(，hū则lü该è)装置为弹簧振子．
课 前
新
知
( x
课
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后
n
实
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践
ī)
(
导
s
学
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课
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第一节 初识简谐运动
j i
k
à
è
n
t
)
á
导
n
练
g)
疑
难
导
析
第一页，共42页。
1．(3 分)在前面我们学过哪些理想化的物理模型？ 【答案】 质点 点电荷 光滑的斜面等 2．(3 分)在匀变速直线运动中，用哪些物理量描述其运动性质？ 【答案】 位移 速度 加速度 时间 x－t 图象 v－t 图象等
粤教版高中物理选修3-4：简谐运动的公式描述_课件1
简谐运动的公式描述
为了直观地表明简谐运动的三个特征量的物理意义，可用一 个旋转矢量来表示简谐运动。
A
t=t
t+
t = 0 A
o
x·
x
x Aco（s t ）
因此，以o为圆点，旋转矢量A的末端在ox轴上的
投影点的运动是简谐运动。
参考圆
用旋转矢量图画简谐运动的 x t 图
A．振子的速度方向和加速度 方向都不变
B．振子的速度方向和加速度 方向都改变
C．振子的速度方向改变，加 速度方向不变
D．振子的速度方向不变，加 速度方向改变
5.摆长为L的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计
时（取作t=0），当振动到时，摆球具有负向最大 速度，则单摆的这图像是 [ D ]
（3）从图象可以知道任一时刻物体对平衡位置的位移， 从而确定此时刻物体的位置。
例1:两个简谐振动分别为 X１＝４asin(4πbt＋π) X2 ＝ 2asin(4πbt＋π） 求它们的振幅之比，各自的频率，以及它们的相位差。
答案：2:1 1:1 0
小结
1.相位是用来描述一个周期性运动的物体在一个周期内所处的不 同运动状态的物理量. 2.用三角函数式来表示简谐振动： x=Asin（ωt＋φ）,其中x代表质点对于平衡位置的位移，t代表 时间，ω叫做圆频率，ωt＋φ表示简谐运动的相位. 3.两个具有相同圆频率ｗ的简谐运动，但初相分别为φ１和φ2， 它们的相位差就是：(ωt+ φ2)－（ωt＋φ１）＝φ2－φ1
知识应用： 1.一质点作简谐运动，图象如图所示，在0.2s到0.3s这段时间内 质点的运动情况是 CD （）
A．沿负方向运动，且速度不断增大 B．沿负方向运动的位移不断增大 C．沿正方向运动，且速度不断增大 D．沿正方向的加速度不断减小
为了直观地表明简谐运动的三个特征量的物理意义，可用一 个旋转矢量来表示简谐运动。
A
t=t
t+
t = 0 A
o
x·
x
x Aco（s t ）
因此，以o为圆点，旋转矢量A的末端在ox轴上的
投影点的运动是简谐运动。
参考圆
用旋转矢量图画简谐运动的 x t 图
A．振子的速度方向和加速度 方向都不变
B．振子的速度方向和加速度 方向都改变
C．振子的速度方向改变，加 速度方向不变
D．振子的速度方向不变，加 速度方向改变
5.摆长为L的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计
时（取作t=0），当振动到时，摆球具有负向最大 速度，则单摆的这图像是 [ D ]
（3）从图象可以知道任一时刻物体对平衡位置的位移， 从而确定此时刻物体的位置。
例1:两个简谐振动分别为 X１＝４asin(4πbt＋π) X2 ＝ 2asin(4πbt＋π） 求它们的振幅之比，各自的频率，以及它们的相位差。
答案：2:1 1:1 0
小结
1.相位是用来描述一个周期性运动的物体在一个周期内所处的不 同运动状态的物理量. 2.用三角函数式来表示简谐振动： x=Asin（ωt＋φ）,其中x代表质点对于平衡位置的位移，t代表 时间，ω叫做圆频率，ωt＋φ表示简谐运动的相位. 3.两个具有相同圆频率ｗ的简谐运动，但初相分别为φ１和φ2， 它们的相位差就是：(ωt+ φ2)－（ωt＋φ１）＝φ2－φ1
知识应用： 1.一质点作简谐运动，图象如图所示，在0.2s到0.3s这段时间内 质点的运动情况是 CD （）
A．沿负方向运动，且速度不断增大 B．沿负方向运动的位移不断增大 C．沿正方向运动，且速度不断增大 D．沿正方向的加速度不断减小
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一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
一、弹簧振子与简谐运动的特点 1.实际物体看作弹簧振子的条件 (1)弹簧的质量比小球的质量小得多,可以认为质量集中于振子 (小球); (2)当与弹簧相接的小球体积较小,可以认为小球是一个质点; (3)当水平杆足够光滑时,可以忽略弹簧以及小球与水平杆之间 的摩擦力; (4)小球从平衡位置拉开的位移在弹簧的弹性限度内。 2.简谐运动的位移 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。
4.简谐运动的加速度
(1)计算方法:
a=-
������������ ������
,式中m表示振子的质量,k表示比例系
数,x表示振子距平衡位置的位移。
(2)特点:加速度大小与位移成正比,方向只在平衡位置发生改
变。
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
物理模型是从生活实际中抽象出来的理想模型,它是忽略次要 因素、突出主要因素而形成的。在弹簧振子模型中,忽略的次要 因素是什么?突出的主要因素又是什么?
D.弹簧振子的小球一旦振动起来就不能停下
迁移应用
)
思路分析一个弹簧和一个小球能否构成弹簧振子,需要根据弹簧振 子的结构特点来分析。
解析:弹簧和小球组成的系统能否构成弹簧振子是有条件的,由条件 可知,选项A、C错误,B正确;由于弹簧振子是一个理想模型,忽略摩擦 等阻力的影响,故弹簧振子的小球一旦振动起来就不能停下,选项D正 确。
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初识简谐运动
目标导航 预习导引
学习 目标
重点 难点
1.知道什么是简谐运动。 2.知道简谐运动是一种理想化模型以及在什么条件下可以 把实际发生的振动看作简谐运动,知道简谐运动的意义。 3.初步认识简谐运动的基本特征——周期性;知道什么是 振幅、周期和频率;理解周期和频率的关系。 4.知道什么是振动物体的固有周期和固有频率。 5.初步了解简谐运动的图象——位移—时间曲线,并且知 道它是一条正弦或余弦曲线
高中物理第一章1简谐运动课件教科选修34教科高中选修34物理课件
第十五页，共二十六页。
解析:(1)振子从 B 到 C 所用时间 t=0.5 s= 2 ,
1
所以T=1.0 s,由 f= 得f=1.0 Hz.
(2)设弹簧振子的振幅为A,由题意(tíyì)BC=2A=20 cm,A=10 cm.
振子在1个周期内通过的路程为4A,故在t=5 s=5T内通过的路程
s=5×4A=200 cm.
1
(2)若 t2-t1=nT+ 2 , 则1 、2 两时刻振动物体的位置关于平衡位
置对称, 描述运动的物理量(、、、)均大小相等、方向相反.
1
3
(3)若 t2-t1=nT+ 4 或2 − 1 = + 4 , 则当1 时刻物体到达最大
位移处时, 2 时刻物体到达平衡位置; 当1 时刻物体在平衡位置时, 2
时刻到达最大位移处; 若1 时刻物体在其他位置, 2 时刻物体到达何
处就要视具体情况而定.
第十一页，共二十六页。
探究
(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)
二
4.简谐运动(jiǎn xié yùn dònɡ)中各物理量的变化规律
第十二页，共二十六页。
探究
(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)
二
振子的
位移
运动
增大,方
O→B
向向右
B
最大
减小,方
B→O
向向右
O
0
增大,方
O→C
向向左
C
最大
减小,方
C→O
向向左
0
0
加速度(回
复力)
增大,方向
向左
粤教版高中物理选修3-4：初识简谐运动_课件1
答案:BD
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
(多选)如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移— 时间图象,下列有关该图象的说法正确的是( )
A.该图象的坐标原点建立在弹簧振子的平衡位置 B.从图象可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的 C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移,应让底片沿 垂直t轴方向匀速运动 D.图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
答案:弹簧振子模型忽略的次要因素是球与杆的摩擦、 弹簧的质量(即所谓的“轻弹簧”),突出的主要因素是 弹簧的弹性和球的质量。
一二
知识精要 思考探究 典题例解
【例1】 (多选)下列关于弹簧振子的说法中,正确的是(
A.任意的弹簧和任意的小球都可以构成弹簧振子
B.弹簧振子中小球的振动范围不能超出弹簧的弹性限度 C.弹簧振子中小球的体积不能忽略
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
1.教材中介绍了哪些获取振动系统位移—时间图象的方法?
答案:(1)振子上装绘图笔,匀速拉动纸带获取图象的方法;(2) 频闪照相法;(3)用传感器与计算机结合获取图象的方法。
2.教材记录振动的绘图中,为什么都要匀速拉动纸带?
答案:因为匀速拉动纸带时,纸带运动的距离与时间成正比,即 x=vt,这样,一定的距离就对应确定的时间,所以只有匀速拉动纸带, 才能用纸带移动的距离表示时间。
4.简谐运动的加速度
(1)计算方法:
a=-
������������ ������
,式中m表示振子的质量,k表示比例系
数,x表示振子距平衡位置的位移。
(2)特点:加速度大小与位移成正比,方向只在平衡位置发生改
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
(多选)如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移— 时间图象,下列有关该图象的说法正确的是( )
A.该图象的坐标原点建立在弹簧振子的平衡位置 B.从图象可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的 C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移,应让底片沿 垂直t轴方向匀速运动 D.图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
答案:弹簧振子模型忽略的次要因素是球与杆的摩擦、 弹簧的质量(即所谓的“轻弹簧”),突出的主要因素是 弹簧的弹性和球的质量。
一二
知识精要 思考探究 典题例解
【例1】 (多选)下列关于弹簧振子的说法中,正确的是(
A.任意的弹簧和任意的小球都可以构成弹簧振子
B.弹簧振子中小球的振动范围不能超出弹簧的弹性限度 C.弹簧振子中小球的体积不能忽略
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
1.教材中介绍了哪些获取振动系统位移—时间图象的方法?
答案:(1)振子上装绘图笔,匀速拉动纸带获取图象的方法;(2) 频闪照相法;(3)用传感器与计算机结合获取图象的方法。
2.教材记录振动的绘图中,为什么都要匀速拉动纸带?
答案:因为匀速拉动纸带时,纸带运动的距离与时间成正比,即 x=vt,这样,一定的距离就对应确定的时间,所以只有匀速拉动纸带, 才能用纸带移动的距离表示时间。
4.简谐运动的加速度
(1)计算方法:
a=-
������������ ������
,式中m表示振子的质量,k表示比例系
数,x表示振子距平衡位置的位移。
(2)特点:加速度大小与位移成正比,方向只在平衡位置发生改
粤教版高中物理选修3-4初识简谐运动 .docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）初识简谐运动一、选择题1．一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大，在这段时间内[ ] A．振子的速度越来越大B．振子正在向平衡位置运动C．振子的速度方向与加速度方向一致D．以上说法都不正确2．一质点做简谐运动，先后以相同的动量依次通过A、B两点，历时1s，质点通过B点后再经过1s又第2次通过B点，在这两秒钟内，质点通过的总路程为12cm，则质点的振动周期和振幅分别为[ ]A．3s，6cm B．4s，6cm C．4s，9cm D．2s，8cm3．做简谐运动的物体，当物体的位移为负值时，下面说法正确的是[ ]A．速度一定为正值，加速度一定为负值B．速度一定为负值，加速度一定为正值C．速度不一定为正值，加速度一定为正值D．速度不一定为负值，加速度一定为正值4．小球做简谐运动，则下述说法正确的是[ ]A．小球所受的回复力大小与位移成正比，方向相反B．小球的加速度大小与位移成正比，方向相反C ．小球的速度大小与位移成正比，方向相反D ．小球速度的大小与位移成正比，方向可能相同也可能相反5．做简谐运动的弹簧振子，下述说法中正确的是 [ ]A ．振子通过平衡位置时，速度最大B ．振子在最大位移处时，加速度最大C ．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同D ．振子连续两次通过同一位置时，动能相同，动量相同6．一弹簧振子作简谐运动，下列说法中正确的有 [ ]A ．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B ．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C ．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同D ．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同7．一个弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x 后开始振动，第二次把弹簧压缩2x 后开始振动，则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为 [ ]A ．1∶2，1∶2B ．1∶1，1∶1C ．1∶1，1∶2D ．1∶2，1∶18．做简谐运动的弹簧振子，其质量为m ，最大速度为v ，则下列说法中正确的是 [ ]A ．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力做功一定为零B ．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力做的功可能是零到221mv 之间的某一个值 C ．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力的冲量一定为零D ．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力的冲量可能是零到2mv 之间的某一个值9．质点沿直线以O 为平衡位置做简谐运动，A 、B 两点分别为正最大位移处与负最大位移处的点，A 、B 相距10cm ，质点从A 到B 的时间为0.1s ，从质点运动到O 点时开始计时，经0.5s ，则下述说法正确的是[ ]A ．振幅为5cmB ．振幅为10cmC ．通过路程50cmD ．质点位移为50 cm10．对简谐运动下述说法中正确的是 [ ]A．物体振动的最大位移等于振幅B．物体离开平衡位置的最大距离叫振幅C．振幅随时间做周期性变化D．物体两次通过平衡位置的时间叫周期二、填空题11．质点做简谐运动的周期为0.4s，振幅为0.1m，从质点通过平衡位置开始计时，则经5s，质点通过的路程等于________m，位移为_________m．12．质点以O为平衡位置做简谐运动，它离开平衡位置向最大位移处运动的过程中，经0.15s 第一次通过A点，再经0.1s第二次通过A点，再经___________s第三次通过A点，此质点振动的周期等于_________s，频率等于___________Hz．13．一个作简谐运动的质点在平衡位置O点附近振动．当质点从O点向某一侧运动时，经3s 第1次过M点，再向前运动，又经2s第2次过M点．求该质点再经_____第3次过M点．三、计算题14．弹簧振子的固有周期为0.4s，振幅为5cm，从振子经过平衡位置开始计时，经2.5s小球的位置及通过的路程各多大？15．木块质量为m，放在水面上静止（平衡），如图1所示；今用力向下将其压入水中一段深度后撤掉外力，木块在水面上振动，试判别木块的振动是否为简谐运动．参考答案一、选择题1．ABC 2．B 3．CD 4．AB 5．ABC6．D 7．C 8．AD 9．AC 10．B二、填空题三、计算题14．125cm，最大位移处15．是。
高中物理选修34课件：第十一章 第一节 简谐运动 (共7张PPT)
（1）弹簧振子: 理想化模型
[讨论]: 气垫导轨上的弹簧和滑块是否可以看作是弹簧振子?
a．滑块的运动是平动，可以看作质点? b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接 一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子 c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振 子振动。我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
第一节 简谐运动
1．机械振动：
• 这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直 线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的； 物体各部分运动情况相同的、不同的…… 它们的运动有什么共同特征？
1．机械振动：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在 中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2．简谐运动:简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以 弹簧振子为例学习简谐运动。
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
1.平衡位置 2.位移 3.回复力 4.加速度 5.速度 6.动能,弹性势能,机械能
那些方法能找到简谐振动的位移随时间变化的规律？
分组设计
第一组
第二组
第三组 第四组
(提示:可采用先进的设备,也可采用巧妙的设计)
可参看教材方法
参考动画 媒体素材
总结： 简谐运动:(从位移随时间变化的角度)
作业:
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
[讨论]: 气垫导轨上的弹簧和滑块是否可以看作是弹簧振子?
a．滑块的运动是平动，可以看作质点? b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接 一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子 c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振 子振动。我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
第一节 简谐运动
1．机械振动：
• 这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直 线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的； 物体各部分运动情况相同的、不同的…… 它们的运动有什么共同特征？
1．机械振动：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在 中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2．简谐运动:简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以 弹簧振子为例学习简谐运动。
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
1.平衡位置 2.位移 3.回复力 4.加速度 5.速度 6.动能,弹性势能,机械能
那些方法能找到简谐振动的位移随时间变化的规律？
分组设计
第一组
第二组
第三组 第四组
(提示:可采用先进的设备,也可采用巧妙的设计)
可参看教材方法
参考动画 媒体素材
总结： 简谐运动:(从位移随时间变化的角度)
作业:
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
2020版物理粤教版3-4课件：第1章 第3节 简谐运动的公式描述
一二
知识精要
自主预习 合作探究
思考探究 典题例解 迁移应用
A.振幅是矢量,A的振幅是6 m,B的振幅是10 m B.周期是标量,A、B的周期均为100 s C.A振动的频率等于B振动的频率 D.A的相位始终比B的相位超前 思路分析正确理解简谐运动的表达式中各个字母所代表的物理 意义是解题的关键。由简谐运动的表达式我们可以直接读出振动 的振幅A、圆频率ω(或周期T和频率f)及初相φ0。
一二
知识精要
自主预习 合作探究
思考探究 典题例解 迁移应用
1.简谐运动的一般表达式为x=Acos(ωt+φ),思考能否用正弦函数 表示。
答案:简谐运动的表达式也可以用正弦函数表示,本质一样,只是 与余弦函数中相位的数值不同,相位差为 。
2.相位差是表示两个同频率的简谐运动状态不同步程度的物理 量,谈谈如何求相位差,并说明你对“超前”和“落后”的理解。
答案:B 解析:弹簧的压缩量即为振动过程中偏离平衡位置的最大距离,
即振幅,故振幅之比为1∶ 2,而对同一振动系统,其周期与振幅无关, 故周期之比为1∶ 1,正确选项为B。
一二
知识精要
自主预习 合作探究
思考探究 典题例解 迁移应用
二、简谐运动的表达式
简谐运动两种描述方法的比较: (1)简谐运动图象即x-t图象是直观表示质点振动情况的一种手段, 直观表示了质点的位移x随时间t变化的规律。 (2)x=Acos(ωt+φ)是用函数表达式的形式反映质点的振动情况。 (3)两者对同一个简谐运动的描述应该是一致的。我们能够做到 两个方面:一是根据振动方程作出振动图象,二是根据振动图象读 出振幅、周期、初相,进而写出位移的函数表达式。
自主预习 合作探究
物理第1节《简谐运动》课件(教科版选修3-4)
第1节 简谐运动
课标定位 学习目标： 1.知道什么是简谐运动及回复力的特点． 2．掌握描述简谐运动的物理量． 3．会分析弹簧振子运动过程中能量的转化． 重点难点： 1.简谐运动的特点及与一般振动的区别． 2．描述简谐运动的物理量的理解．
课标定位
课前自主学案
第
1 节
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
简谐运动中的计算 例3 如图1－1－3所示，弹簧振子在BC间做简谐 运动，O点为平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子从 B到C的运动时间是1 s，求：
图1－1－3
(1)振子的振幅、周期； (2)经过两次全振动，振子通过的路程是多少？ (3)从B开始经过3 s，振子通过的路程是多少？ 【精讲精析】 (1)振子从B→O→C仅完成了半次全 振动，所以周期T＝2×1 s＝2 s，振幅A＝BO＝5 cm. (2)振子在一次全振动中通过的路程为4A＝20 cm，所 以两次全振动中通过的路程为40 cm. (3)3 s的时间为1.5T，所以振子通过的路程为30 cm. 【答案】 (1)5 cm 2 s
简谐运动过程的分析
例2 一水平弹簧振子做简谐运动，则下列说法中正 确的是( ) A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一 定为正值 B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大 C．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也 一定相同 D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同， 但加速度一定相同 【思路点拨】 研究简谐运动的过程，首先要画出 振动草图，再去分析各位置的情况．
二、简谐运动 1．回复力：物体在振动过程中，受到的一个总指 向_平__衡__位__置__的力． 2．简谐运动：物体所受的力与它偏离平衡位置的 _位__移__大__小___成正比，并且总指向__平__衡__位__置__的运 动．
课标定位 学习目标： 1.知道什么是简谐运动及回复力的特点． 2．掌握描述简谐运动的物理量． 3．会分析弹簧振子运动过程中能量的转化． 重点难点： 1.简谐运动的特点及与一般振动的区别． 2．描述简谐运动的物理量的理解．
课标定位
课前自主学案
第
1 节
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
简谐运动中的计算 例3 如图1－1－3所示，弹簧振子在BC间做简谐 运动，O点为平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子从 B到C的运动时间是1 s，求：
图1－1－3
(1)振子的振幅、周期； (2)经过两次全振动，振子通过的路程是多少？ (3)从B开始经过3 s，振子通过的路程是多少？ 【精讲精析】 (1)振子从B→O→C仅完成了半次全 振动，所以周期T＝2×1 s＝2 s，振幅A＝BO＝5 cm. (2)振子在一次全振动中通过的路程为4A＝20 cm，所 以两次全振动中通过的路程为40 cm. (3)3 s的时间为1.5T，所以振子通过的路程为30 cm. 【答案】 (1)5 cm 2 s
简谐运动过程的分析
例2 一水平弹簧振子做简谐运动，则下列说法中正 确的是( ) A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一 定为正值 B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大 C．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也 一定相同 D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同， 但加速度一定相同 【思路点拨】 研究简谐运动的过程，首先要画出 振动草图，再去分析各位置的情况．
二、简谐运动 1．回复力：物体在振动过程中，受到的一个总指 向_平__衡__位__置__的力． 2．简谐运动：物体所受的力与它偏离平衡位置的 _位__移__大__小___成正比，并且总指向__平__衡__位__置__的运 动．
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初识简谐运动
一、机械振动
物体在平衡 位置附近所 做的往复运 动，就叫做 机械振动。
比如
1、钟摆的摆动
2、水上浮标的浮动 3、担物行走时扁担的颤动
4、在微风中树梢的摇摆
5、振动的音叉、锣、鼓、琴弦
讨论
1、振动如何产生的？ 2、什么是回复力？
（1）特征：
（2）来源：
二、弹簧振子及其振动图像
1、弹簧振子
v与x方向相同
1～2s;3～4s: v与x方向相反
五、巩固练习
1、竖直方向的弹簧振子是 不是简谐运动？
是,
证明F=-KX
2、弹簧振子在光滑水平面上作 简谐运动，小球每次通过平衡 位置时( BC ). (A)位移为0,动能为0 (B)动能最大,势能最小 (C)速率最大,位移为0 (D)速率最大,位移最大
不是
例2、如图是某一质点做简谐运动的图象， 根据图中的信息，回答下列问题： （1）质点离开平衡位置的最大位移是多 少？（2）在1.5s和2.5s这两个时刻，质 点的位置各在哪儿？（3）在1.5s和2.5s 这两个时刻，质点向哪个方向运动？
（4）质点在第2s末的位移是多少？ （5）质点在前2s内走过的路程是多少？ （6）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？ 0～1s;2～3s:
f＝ 0
m簧＝0
理想化模型
振子的振动 对平衡位置 位移
A 最大
A→O 变小 变大
0
O→B 变大 变小
B 最大
0
最大
速度
0
0
弹簧振子的位移时间图像如何？
2、弹簧振子的位移－时间图像 （振动图像）
三、简谐运动
1、探究：F=-kx 2、定义：见课本
3.简谐运动的特点：变加速运动
Байду номын сангаас
四、典型例题
例1、人在某一高度往复拍皮球， 皮球做的运动是不是简谐运动？
； / 英语补习班
ngh48pfi
来壹个月，除了霞光苑，其它的路壹概不认识，就这么周而复始地过着两点壹线的生活。怡然居的所有奴才们开始不知道，过了这壹个月才发现， 他们是王府里最清闲、最无聊的奴才。因为他们的主子只使唤吟雪和月影，偶尔再问问蒋嬷嬷有关礼制的事情，其它的，全任由他们自行当差， 当得好没有奖赏，当得坏也没有惩罚。小柱子对此忧心忡忡。虽然他是福晋的人，但是作为怡然居的大太监，总管事，看着这个可以当他妹子的 小姑娘侧福晋，还丝毫不得爷的宠，岂止是不得宠，简直就是打入冷宫，他真是心生怜悯。特别是这小姑娘壹直安安静静，既不会天天哭哭闹闹 地要去找爷争宠，又不会对奴才们指使打骂，这让看惯了王府后院明争暗斗、争宠夺权黑暗的小柱子更是心生壹分敬佩。那壹天，红莲又来怡然 居，连去侧福晋房里请安都自行免掉，直接就在院门口找了小柱子，说福晋找他问话。由于下人房在怡然居的院门附近，又隔着那个超大的花园， 在花园的最深处，才是冰凝的房间，因此冰凝当然不可能知道红莲就这么把她的人直接给带走了！“给福晋请安！““起来说话吧。““谢福 晋”“最近爷去过你们院子几次？”“回福晋，没有。”“本福晋问你几次？”“回福晋，壹次也没有。”“壹次都没有？”“回福晋，是 的。”“你别不老实！你主子怎么跟你订立的攻守同盟？虽然她是你的主子，可要是没有本福晋，你还不是天天头顶毒日头、没早没黑地扫地吗？ 所以你放聪明点儿，到底谁是你的主子！”“回福晋，是真的，奴才壹句假话也没有！爷真的是壹次也没有来过！如果福晋不信，可以问爷的， 奴才说的全是真的！”看着小柱子的样子，确实不像说假话的样子。不过，这事儿也是死无对证，除了爷自己能证明。可是就是借她壹万个胆子， 她哪里敢问爷？看来爷是真的对她壹点儿兴趣也没有！可是在这王府里，爷不感兴趣的诸人多了去了，除了淑清，没见到爷对谁感兴趣！但是， 爷也从来不曾这么冷落过任何壹个诸人。再没有兴趣的诸人，爷也会偶尔去看望壹下，不管是应付还是敷衍，还可能是走走过场。爷是最讲规矩 的，该有的礼数，爷从来都不会短了谁。可是怎么就唯独短了这个天仙妹妹呢？但是在吃穿用度上，爷却是亲自吩咐了她，除了比她得规制少了 壹点点，但是比其它人却是高了许多许多。爷到底是怎么壹回事儿？第壹卷 第九十五章 斗法这天，冰凝在院子里的藤萝架下喝了几口茶，看了 两眼书，天气就热了起来，虽然有阴凉，吟雪还是担心丫鬟的身子受不住，忙将冰凝劝进了屋子，又赶快返回来收拾茶具，就见秦公公绕过了院 门口的影壁墙，朝里面走来。吟雪壹见秦公公，就像是见到了大救星壹样！秦公公，那可是王爷的贴身奴才！是不
3、一质点作简谐运动，图象如图6所示， 在0.2s到0.3s这段时间内质点的运动情 况是 ( )C
A．沿负方向运动，且速度不 断增大 B．沿负方向运动的位移不断 增大 C．沿正方向运动，且速度不 断增大 D．沿正方向运动且动能不断 减小
六、小结
１、知道什么是简谐运动 ２、简谐运动的特征及回复力的来源
一、机械振动
物体在平衡 位置附近所 做的往复运 动，就叫做 机械振动。
比如
1、钟摆的摆动
2、水上浮标的浮动 3、担物行走时扁担的颤动
4、在微风中树梢的摇摆
5、振动的音叉、锣、鼓、琴弦
讨论
1、振动如何产生的？ 2、什么是回复力？
（1）特征：
（2）来源：
二、弹簧振子及其振动图像
1、弹簧振子
v与x方向相同
1～2s;3～4s: v与x方向相反
五、巩固练习
1、竖直方向的弹簧振子是 不是简谐运动？
是,
证明F=-KX
2、弹簧振子在光滑水平面上作 简谐运动，小球每次通过平衡 位置时( BC ). (A)位移为0,动能为0 (B)动能最大,势能最小 (C)速率最大,位移为0 (D)速率最大,位移最大
不是
例2、如图是某一质点做简谐运动的图象， 根据图中的信息，回答下列问题： （1）质点离开平衡位置的最大位移是多 少？（2）在1.5s和2.5s这两个时刻，质 点的位置各在哪儿？（3）在1.5s和2.5s 这两个时刻，质点向哪个方向运动？
（4）质点在第2s末的位移是多少？ （5）质点在前2s内走过的路程是多少？ （6）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？ 0～1s;2～3s:
f＝ 0
m簧＝0
理想化模型
振子的振动 对平衡位置 位移
A 最大
A→O 变小 变大
0
O→B 变大 变小
B 最大
0
最大
速度
0
0
弹簧振子的位移时间图像如何？
2、弹簧振子的位移－时间图像 （振动图像）
三、简谐运动
1、探究：F=-kx 2、定义：见课本
3.简谐运动的特点：变加速运动
Байду номын сангаас
四、典型例题
例1、人在某一高度往复拍皮球， 皮球做的运动是不是简谐运动？
； / 英语补习班
ngh48pfi
来壹个月，除了霞光苑，其它的路壹概不认识，就这么周而复始地过着两点壹线的生活。怡然居的所有奴才们开始不知道，过了这壹个月才发现， 他们是王府里最清闲、最无聊的奴才。因为他们的主子只使唤吟雪和月影，偶尔再问问蒋嬷嬷有关礼制的事情，其它的，全任由他们自行当差， 当得好没有奖赏，当得坏也没有惩罚。小柱子对此忧心忡忡。虽然他是福晋的人，但是作为怡然居的大太监，总管事，看着这个可以当他妹子的 小姑娘侧福晋，还丝毫不得爷的宠，岂止是不得宠，简直就是打入冷宫，他真是心生怜悯。特别是这小姑娘壹直安安静静，既不会天天哭哭闹闹 地要去找爷争宠，又不会对奴才们指使打骂，这让看惯了王府后院明争暗斗、争宠夺权黑暗的小柱子更是心生壹分敬佩。那壹天，红莲又来怡然 居，连去侧福晋房里请安都自行免掉，直接就在院门口找了小柱子，说福晋找他问话。由于下人房在怡然居的院门附近，又隔着那个超大的花园， 在花园的最深处，才是冰凝的房间，因此冰凝当然不可能知道红莲就这么把她的人直接给带走了！“给福晋请安！““起来说话吧。““谢福 晋”“最近爷去过你们院子几次？”“回福晋，没有。”“本福晋问你几次？”“回福晋，壹次也没有。”“壹次都没有？”“回福晋，是 的。”“你别不老实！你主子怎么跟你订立的攻守同盟？虽然她是你的主子，可要是没有本福晋，你还不是天天头顶毒日头、没早没黑地扫地吗？ 所以你放聪明点儿，到底谁是你的主子！”“回福晋，是真的，奴才壹句假话也没有！爷真的是壹次也没有来过！如果福晋不信，可以问爷的， 奴才说的全是真的！”看着小柱子的样子，确实不像说假话的样子。不过，这事儿也是死无对证，除了爷自己能证明。可是就是借她壹万个胆子， 她哪里敢问爷？看来爷是真的对她壹点儿兴趣也没有！可是在这王府里，爷不感兴趣的诸人多了去了，除了淑清，没见到爷对谁感兴趣！但是， 爷也从来不曾这么冷落过任何壹个诸人。再没有兴趣的诸人，爷也会偶尔去看望壹下，不管是应付还是敷衍，还可能是走走过场。爷是最讲规矩 的，该有的礼数，爷从来都不会短了谁。可是怎么就唯独短了这个天仙妹妹呢？但是在吃穿用度上，爷却是亲自吩咐了她，除了比她得规制少了 壹点点，但是比其它人却是高了许多许多。爷到底是怎么壹回事儿？第壹卷 第九十五章 斗法这天，冰凝在院子里的藤萝架下喝了几口茶，看了 两眼书，天气就热了起来，虽然有阴凉，吟雪还是担心丫鬟的身子受不住，忙将冰凝劝进了屋子，又赶快返回来收拾茶具，就见秦公公绕过了院 门口的影壁墙，朝里面走来。吟雪壹见秦公公，就像是见到了大救星壹样！秦公公，那可是王爷的贴身奴才！是不
3、一质点作简谐运动，图象如图6所示， 在0.2s到0.3s这段时间内质点的运动情 况是 ( )C
A．沿负方向运动，且速度不 断增大 B．沿负方向运动的位移不断 增大 C．沿正方向运动，且速度不 断增大 D．沿正方向运动且动能不断 减小
六、小结
１、知道什么是简谐运动 ２、简谐运动的特征及回复力的来源