11[1].1《简谐运动》

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《简谐运动》教学设计

《简谐运动》教学设计江苏省溧阳中学狄云峰[教学内容及对象分析]本节是人教版全日制普通高级中学教科书（试验修订本·必修）《物理》第一册、第九章《机械振动》第一节《简谐运动》。

机械振动是较复杂的机械运动，振动的知识在实际生活中有很多应用（如心电图、核磁共振仪、地震仪、钟摆等），可以使学生联系实际，扩大知识面；同时，也是以后学习波动知识的基础。

因此，学好此章内容，具有承上启下的作用。

《简谐运动》是《机械振动》这一章中最基本而又最重要的一节，是全章的基础。

简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种运动形式，简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度均在做周期性的变化。

正确理解简谐运动过程中各物理量的变化规律，可以加深对以往所学的运动学和动力学知识的理解；通过已学的运动形式的对比，可以更深入的比较各种条件下运动的变化情况。

本节通过对机械振动的教学和对简谐运动规律的分析，帮助学生建立在周期性外力作用下运动的基本概念。

现阶段高一的学生已具有一定的运动学和动力学的基本知识，对高中物理的学习要求和方法已具有一定的认识，但周期性变力作用下物体的运动还是第一次遇到，对这种运动模式的运动形式没有抽象认识；同时，高一学生只习惯于运动模式较为单一的情况，很难对较为复杂的运动由清晰的认识。

为此，如何帮助他们建立合理的简谐运动情景是教学的关键。

心理学研究表明，在学生的学习中调动眼、耳、口等各种感觉器官共同参与学习过程，则学习效率将得到极大的提高；而建构主义学习理论所要求的学习环境必须具备的基本要素是“情景创设”、“协商会话”和“信息资源提供”。

为此在课堂教学上首先通过实验演示给学生以直观的感受，创设学习的良好情景；再引导学生观察、思考、讨论得出初步的简谐运动规律；最后通过电脑动画设计科学的模拟出各种情况下的运动情景，动态的分析各个相关物理量的变化情况，给学生提供科学而丰富的信息资源，然后再次通过观察、思考、讨论得出正确而科学的结论。

简谐运动实验的原理及应用

简谐运动实验的原理及应用1. 简谐运动的定义和特点•简谐运动是指一个物体在恢复力作用下沿着直线振动，并且振动的加速度与位移成正比，方向相反。

•简谐运动的特点包括周期性、振幅、频率和相位等。

2. 简谐运动的数学描述•简谐运动可以通过数学函数来描述，最常用的是正弦函数。

•位移函数可以表示为x(t) = A * sin(ωt + φ)，其中 A 为振幅，ω 为角频率，t 为时间，φ 为初相位。

3. 简谐运动实验的原理•简谐运动实验可以通过弹簧振子或摆锤等装置来实现。

•实验中，通过测量物体的振动周期和振幅，可以得到振动的频率和相位，进而计算出物体的动能和势能。

4. 简谐运动实验的步骤1.准备实验装置，包括弹簧振子或摆锤等。

2.将物体振动至平衡位置，并记录下平衡位置的位置信息。

3.以合适的角度将物体拉开或释放，使其开始振动。

4.用计时器测量物体完成一个完整振动的时间，即振动周期。

5.反复实验多次，取平均值来增加测量的精确度。

6.根据振动周期和振幅，计算出振动的频率和相位差。

5. 简谐运动实验的应用•简谐运动实验具有广泛的应用价值，包括以下几个方面：1.物理教学：简谐运动实验是物理教学中的经典实验之一，通过实施实验可以帮助学生深入理解简谐运动的概念和特点。

2.工程设计：简谐运动是许多工程设计中的基础概念，例如建筑物的结构抗震设计、机械振动系统的优化等。

3.医学应用：许多生物系统，如心脏的跳动和呼吸运动等，都可以近似地看作简谐运动，通过研究简谐运动可以帮助医学领域的疾病诊断和治疗。

4.乐器制作：乐器音调的产生和调节离不开简谐运动的原理，通过研究简谐运动可以优化乐器的设计和制作。

5.科学研究：简谐运动的原理和应用广泛存在于各个科学领域，如天文学、电磁学、光学等，研究简谐运动可以帮助我们更好地理解自然界的规律。

6. 总结•简谐运动是一个重要的物理概念，通过实验可以对其原理和应用进行研究。

•简谐运动实验的步骤包括准备装置、记录平衡位置、测量振动周期以及计算频率和相位差等。

第十一章第一节简谐运动

课标定位
学习目标：1.知道什么是弹簧振子以及弹簧振子是理想化模型． 2．知道什么样的振动是简谐运动，了解简谐运动的若干实例． 3．知道振动图象的物理意义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线．重点难点：1.掌握简谐运动的含义以及简谐运动的图象． 2．根据简谐运动的图象弄清各时刻质点的位移、路程及运动方向．易错问题：质点的位移与某段时间内的位移分辨不清．
【答案】
AD
【规律总结】
简谐运动的图象反映了质点在不
同时刻的位移情况，另外根据图象的形式还可以推断下一时刻的运动趋势，因此解此类问题应先寻找再过1 s的振动图象，只要将振动图象随时间延伸即可，而图象形状不变，然后再根据图象寻找规律．
变式训练
1．一质点做简谐运动的图象如图11－1－7所示，则该质点( )
图11－1－1
(2)与一段时间内位移的区别一段时间内的位移是指从初位置指向末位置的有向线段．如图11－1－1，从t1时刻到t2时刻的位移为x2－x1，从t1时刻到t3时刻的位移为x3－x1.
2．简谐运动的速度
跟运动学中的含义相同，在所建立的坐标轴上，速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反．
变式训练
2．(2010年吉林模拟)劲度系数为20 N/cm的弹簧振子，它的振动图象如图11－1－9所示，在图中 A点对应的时刻( )
图11－1－9
A．振子所受的弹力大小为0.5 N，方向指向x轴的
负方向
B．振子的速度方向指向x轴的正方向 C．在0～4 s内振子作了1.75 次全振动 D．在0～4 s内振子通过的路程为0.35 cm，位移为0 答案：B
图11－1－4
(3)任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比较：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置．若远离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大．若靠近平

导学案11-选修3-4-1.1简谐运动.教师版-免费

导学案11-1.1简谐运动-教师版第1页（共1页）“东师学辅” 导学练·高二物理（11）1.1 简谐运动编稿教师：李志强 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，则在这段时间内（） 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. 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3. 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4. 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5. 一个在光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子，当振子运动至平衡位置左侧2cm 时，振子加速度为4m/s 2，求当振子运动至平衡位置右侧3cm 时加速度大小和方向.6. 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 ．7. 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 ．8. 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？9. 弹簧振子作简谐振动，先后以相同的速度依次通过A 、B 两点，历时1秒，质点通过B 点后再经过1秒又第二次通过B 点，在这2秒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 12cm B ．4s 6cm C ． 4s 9cm D ．2s 8cm 10. 光滑水平面上水平放置一弹簧AB ，A 端固定，B 受1Ｎ拉力时弹簧伸长5cm ，现在B 点系一个质量为100g 的小球，并使弹簧伸长10cm ，放手后让其做简谐运动，它振动的振幅是 cm,振动中加速度的最大值是 m/s 2.11. 一弹簧振子的周期为2s ，当它从平衡位置向左运动经4.6s 时，其运动情况是（）.A. 向左减速B. 向右加速C. 向左减速D. 向左加速12. 某弹簧振子做简谐振动振幅为Ａ，振子经过某一位置Ｐ时，开始计时，则（）. A ．当质点再次经过Ｐ点时，经过时间为一周期B ．当质点的动能再次与Ｐ点时动能相等时，经过的时间为一周期C ．当质点的速度再次与Ｐ点时速度相同时，经过时间为一周期D ．当质点经过的路程是4Ａ时，经过时间为一周期参考答案：1.D2.CD3.AB4.ABCD5.a=6m/s2,向左6.5,07. 0.7s,0.8s,1.25Hz8.最大位移，1.25m9.B 10.10,10 11.B 12.D2013-2014学年上学期。

简谐运动的特征和规律

加速度-时间关系
描述
简谐运动的加速度随时间呈现周期性变化，其方向与位移方向相反。
公式
a(t) = - A * ω^2 * sin(ωt + φ)，其中ω是角频率。
特性
加速度的最大值和最小值分别为-A * ω^2和A * ω^2，且在两个最大值或
最小值之间变化。
04
简谐运动的能量
振幅与能量的关系
02
简谐运动的特征
周期性
总结词
简谐运动是一种周期性运动，即运动过程中任意相同的时间内，通过的位移、速度和加速度等物理量都会重复变化。
详细描述
简谐运动的周期是描述其重复运动快慢的物理量，表示运动完成一次所需的时间或长度。在简谐运动中，位移、速度和加速度等物理量均随时间呈现周期性变化，且每个周期内各物理量的变化趋势相同。
05
简谐运动的实例和应用
弹簧振荡器
弹簧振荡器是简谐运动的典型实例之一，它由弹簧和振荡器组成，通过弹簧的伸缩实现振荡运动。
弹簧振荡器的振动周期和振幅等参数可以通过调节弹簧的刚度和质量等参数进行控制。
弹簧振荡器在物理学、工程学和生物学等领域有广泛应用，如测量仪器、减震器和生物组织振动等。
波动和干涉现象
详细描述
在理想情况下，没有能量损失或外部力做功的情况下，简谐运动的能量是守恒的。这意味着在振动过程中，动能和势能之间可以相互转换，但总量保持不变。
能量转换与耗散
总结词
在实际情况下，简谐运动过程中存在能量转换和耗散。
详细描述
在现实世界中，由于各种阻尼效应和外部力的作用，简谐运动过程中存在能量转换和耗散。例如，空气阻力、摩擦力等会消耗振动体的能量，导致振幅逐渐减小，最终使振动停止。这种能量的损失可以通过阻尼系数来描述。

【人教版】物理选修(3-4)：11-1《简谐运动》课时精练(含答案)

【金版教程】高中物理 11-1 简谐运动课时精练新人教版选修3-41. 下列关于简谐运动的说法中，正确的是( )A ．简谐运动是最简单、最基本的振动B ．简谐运动的图象是正弦(或余弦)曲线C ．弹簧振子的平衡位置一定在弹簧原长处D ．振子经过平衡位置时，瞬时速度为零E ．简谐运动的轨迹一定是正弦曲线解析：竖直方向运动的弹簧振子，平衡位置处弹簧伸长量x ＝mg k，C 错；振子经过平衡位置时速度最大，D 错，简谐运动的轨迹为正弦或余弦曲线，E 错。

答案：AB2. 做简谐运动的物体每次经过同一位置时，都具有相同的( )A ．加速度B ．动能C ．位移D ．速度解析：同一位置位移相同，物体受力相同，加速度相同，速度大小以及动能相同，但速度方向有两种可能，A 、B 、C 对，D 错。

答案：ABC3. 在右图中，当振子由A 向平衡位置O 运动时，下列说法正确的是( )A ．振子的位移在减小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解析：造成错解的原因就在于对本节中位移的概念把握不准，从而忽视位移的参考点造成的。

本题中位移的参考点应是O 点，所以C 、D 错误。

由于振子在O 点的右侧由A 向O 运动，所以振子的位移方向向右，且大小在不断减小，故正确答案为A 、B 。

答案：AB4. 如图所示是某质点做简谐运动的振动图象，该质点第一次速度达到负向最大的时刻是( )A．0.1 s B．0.2 sC．0.3 s D．0.4 s解析：从振动图象可以看出，t＝0时振子位于正最大位移处，0～0.2 s振子从正最大位移运动到负最大位移，速度为负，到达平衡位置即0.1 s时速度最大，0.2 s时振子速度为零，0.3 s时振子速度最大，速度为正，0.4 s时速度为零，选项A正确。

答案：A5. 弹簧振子做简谐运动的图象如图所示，在t1到t2这段时间内( )A．振子速度方向不变，加速度方向不变B．振子速度方向不变，加速度方向改变C．振子速度方向改变，加速度方向不变D．振子速度方向改变，加速度方向改变解析：从振动图象可以看出在t1到t2这段时间内，振子在从正最大位移向负最大位移运动，速度方向不变，加速度方向改变，选项A、C、D错误，选项B正确。

第11章简谐运动

注：量 y 不局限于位移，它可以是角度、电量、电压、磁感应强度…… ----广义的简谐运动
2. 准弹性力
O’
10
θ
l
T
o
mg
F mg sin 当θ很小时（小于5°） sin F mg 2 d mg ma ml ml 2 dt 2 d g 0 2
2
2
d y k d y y0 mg ky kl0 m 2 即 2 m dt dt 2 k d y 2 设则 y 0 ----得证 2 m dt
[ 例 2] （复摆）一任意形状的物体，质量为 m ，质心位置为C，现让其绕过O点的光滑水平轴作小角度摆动，试证明这种摆动为简谐运动。设OC=l。 O 解：设任一时刻物体所受重力矩M为
28
T
初始条件t=0，y0=4cm，v0=0
v0 A x0 4 cm
2 2
简谐运动方程
y 4 cos(4t ) cm
v0 arctan x 0 0
（ 2 ）向下拉 10cm 后静止释放， ω 、 φ 均不变，仅 A 发生了变化，因此简谐运动为 y 10 cos(4t ) cm
14
一、简谐运动方程
物体的振动量y随时间t变化的函数关系，即y=y(t)。力
d2y 2 y0 2 dt
y Acos(t )
d 1 2 1 2 1 2 1 2 mv ky 常量 ( mv ky ) 0 功能 dt 2 2 2 2 d2y k dv dy mv ky 0 2 y0 m dt dt dt d2y 2 2 y 0 y A cos(t ) dt

高中物理人教版选修34课件：11.1 简谐运动

2.速度:跟运动学中的含义相同,其大小表示振子运动的快慢,其
方向与振子的运动方向相同,应明确速度和位移是彼此独立的物理
量。如振子通过同一个位置(最大位移处除外),其位移矢量的方向
是一定的,而其速度方向却有两种可能——指向或背离平衡位置。
振子在最大位移处速度为零,在平衡位置时速度最大,振子在最
大位移处速度方向发生改变。
以纵坐标(位移轴)的数值表示质点相对平衡位置的位移,以横坐标
(时间轴)的数值表示各个时刻,这样在x-t坐标系内,可以找出各个时
刻对应质点相对平衡位置的位移,即位移随时间变化的情况——振
动图象。例如,图中P1的坐标(t1,x1)并不表示t1时刻质点在P1点,而是
表示在t1时刻质点离开平衡位置在正方向上的位移是x1,所以振动
3.简谐运动及其图象
(1)简谐运动的定义:如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数
的规律,即它的振动图象(x-t图象)是一条正弦曲线,这样的振动叫作
简谐运动。
在简谐运动中,弹簧振子的位移与机械运动中质点的位移有何不
同?
提示:机械运动中的位移是从初位置指向末位置的有向线段,在
简谐运动中,振子的位移通常是指某时刻的位移,即从平衡位置指
类型三
对“弹簧振子”模型的理解
【例1】如图所示,把一个有孔的质量较小的木球装在弹簧的一
端,弹簧的另一端固定,小球穿在光滑杆上,能够自由振动,这个系统
可称为弹簧振子吗?若将木球改为质量较大的钢球呢?
点拨:弹簧振子是一种理想化的模型,弄清其特点是分析问题的
关键。
解析:当小球为木球时,弹簧的质量不可以忽略,所以该系统不能
点对称,则有:
1.时间的对称
tOB=tBO=tOA=tAO

简谐运动知识点以及习题

知识点一：弹簧振子要点诠释：1. （2）振子位移的变化规律）振子位移的变化规律振子的运动振子的运动 A →O O →B B →O O→简谐运动及其图象弹簧振子如图，把连在一起的弹簧和小球穿在水平杆上，把连在一起的弹簧和小球穿在水平杆上，弹簧左端固定在弹簧左端固定在弹簧左端固定在支架支架上，小球可以在杆上滑动。

小球滑动时的杆上滑动。

小球滑动时的摩擦摩擦力可以忽略，弹簧的质量比小球的质量小得多，也可忽略力可以忽略，弹簧的质量比小球的质量小得多，也可忽略. .注意：注意：①小球原来静止的位置就是平衡位置。

小球在平衡位置附近所做的往复运动，是一种机械振动。

②小球的运动是平动，可以看作质点。

③弹簧振子是一个不考虑摩擦阻力，③弹簧振子是一个不考虑摩擦阻力，不考虑弹簧的质量，不考虑弹簧的质量，不考虑弹簧的质量，不考虑振子（不考虑振子（不考虑振子（金属金属小球）小球）的大的大小和形状的理想化的物理模型。

小和形状的理想化的物理模型。

2.弹簧振子的位移——时间图象（1）振动物体的位移是指由平衡位置指向振子所在处的有向线段，可以说某时刻的位移。

移。

说明：振动物体的位移与振动物体的位移与运动学运动学中位移的含义不同，振子的位移总是相对于平衡位置而言的，即初位置是平衡位置，末位置是振子所在的位置。

末位置是振子所在的位置。

因而振子对平衡位置的位移方向始因而振子对平衡位置的位移方向始终背离平衡位置。

终背离平衡位置。

A 对O 点位移的方向点位移的方向向右向右向左向左向左向左向右向右大小变化大小变化减小减小增大增大减小减小增大增大（3）如何记录振动的图象）如何记录振动的图象①用①用频闪照相频闪照相的方法。

因为摄像底片从下向上匀速运动，底片运动的距离与时间成底片运动的距离与时间成正比正比，因此可用底片运动的距离代表因此可用底片运动的距离代表时间轴时间轴。

振子的频闪振子的频闪照片照片反映了不同时刻振子离开平衡位置的位移，也就是位移随时间变化的规律。

第11章_1简谐运动的特点__振动图象

多普勒效应：观察者与波源存在相对运动时发生的现象，即观察者感觉到的频率与波源的频率出现差别
第十一章
机械振动机械波光
1 简谐运动的特点振动图象
1.简谐运动的周期性和对称性两块质量分别为m1、m2的木块，被一根劲度系数为k的轻弹簧连在一起，并在m1 板上加压力F，如图11-1-2所示，撤去F后， m1板将做简谐运动.为了使得撤去F后， m1跳起时恰好能带起m2板，则所加压力F 的最小值是( ) A.m1g B.2m1g C.(m1+m2)g D.2(m1+m2)g 图11-1-2
点评：判断一物体是否做简谐运动，要从分析物体的受力着手，首先应找出使物体回到平衡位置的回复力，再分析回复力的大小是否和振动位移成正比，方向是否是指向平衡位置，即是否满足F=-kx.而不能只分析是否具有往复性和对称性．
单摆做简谐运动的（固有）周 T 期公式： 2π l / g 简谐运动位移公式：机械振动 x=Asin(ωt+φ0),与振动图象联系更好理解受迫振动、共振、振动能量机械波的形成：先振动的质点带动后振动的质点（受迫振动）机械波传播的是：波源的振动形式、能量、信息机械波的种类：横波与纵波简谐横波的图象为正弦图象，注意与简谐运动图象的区别
撤去F后，m1板将做简谐运动，其平衡位置是不加压力F时m1板的静止位置设为a，如下图所示，则此位置离弹簧上端自然长度为 x0=m1g/k
m1板做简谐运动的振幅等于施加压力后弹簧增加的压缩量，即A=x1=F/k 此时m1板的位置设为b，如上图所示. 撤去F后，m1板跳起，设弹簧比原长伸长x2时刚好能提起m2板(处于c位置)，如上图所示，则由： kx2=m2g，可得：x2=m2g/k 根据m1做简谐运动时的对称性，位置b、c必在平衡位置a的对称两侧，故有：x1=x0+x2，即：

11-1 简谐运动

第十一章
第一节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修3-4
二、对简谐运动位移的理解 1．振动位移是从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段，方向为平衡位置指向振子所在位置，大小为平衡位置到该位置的距离。 2．振动位移是矢量，若规定振动质点在平衡位置右侧时位移为正，则它在平衡位置左侧时位移就为负。
答案：A
第十一章第一节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修3-4
点评：这类题关键在于明确t＝0时的位移及速度的方向，能够从一维坐标中找出有用信息，然后画出x－t图象。
第十一章
第一节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修3-4
(泉州七中高二检测)如图所示，一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O是平衡位置，把向右的方向选为正方向，以某时刻作为计时零点(t＝0)，经过1/4周期，振子具有正方向的最大加速度，那么如图所示的四个振动图象中能正确反映振动情况的图象是( )
第十一章
第一节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修3-4
知识点2
弹簧振子的位移—时间图象
1.建立坐标系：以小球的平衡位置为坐标原点，沿着
它的振动方向建立坐标轴。小球在平衡位置右边时它对平
衡位置的位移为正，在左边时为负。 2．图象的含义：反映了振动物体相对平衡位置的位移随时间的变化规律，弹簧振子的位移—时间图象是一个
第十一章
机械振动
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修3-4
本章的重点是理解和掌握简谐运动的规律，掌握简谐振动的公式和图象，应用单摆的周期公式解决一些实际问题。而对于简谐运动中的力、位移、速度和加速度之间的变化特点，是本章的难点。
第十一章
机械振动

十一、1简谐运动

你还能想到其它方法吗？(合作实验） 2、描迹法
右图中画出的小球运动的x—t 图象很像正弦曲线，是不是这样呢？你用什么方法来检验？
15
在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带上画出的就是小球的振动图象。
16
这种记录振动的方法在实际中有很多应用。医院里的心电图及地震仪中绘制的地震曲线等，都是用类似的方法记录振动情况的。
o t
23
课堂练习关于简谐运动下列说法正确的是（ A、简谐运动一定是水平方向的运动 B、所有的振动都可以看成简谐运动 C、物体做简谐运动时的运动轨迹一定是正弦曲线 D、只要振动图象是正弦曲线,物体一定做简谐运动
D
）
24
课堂练习某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（ AB ）
8t
0
9t
0
10t
0
11t
0
12t
0
20.0
17.7
10.3
0.1
-10.1
-17.8
-20.0
13
x/mm
用平滑曲线将各点连接—描点法
20
10
t/s O
-10 3t0
6t0
9t0
12t0
-20
横坐标－振动时间t 坐标原点O－平衡位置纵坐标－振子相对于平衡位置的位移
14
如何改进？
如图是弹簧振子的频闪照片，频闪仪每隔___s闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，拍摄时底片从下向上___运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像，相邻两个像之间相隔___s。
1
高中阶段我们学过的运动形式有哪些? 提示：按运动轨迹分类匀速直线运动直线运动匀变速直线运动

高中物理_11-1《简谐运动》新课课件_新人教版选修3-4

项城二高
三、弹簧振子的位移——时间图象
二、频闪照片法
项城二高
如图所示为弹簧振子的频闪照片，频闪仪 0.05秒闪一次，且向下匀速运动。
那么时间坐标刻度该怎么标出？
项城二高
三、弹簧振子的位移——时间图象
3、描图记录法
体验：
一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段，观察得到的图象
1、定义：物体（或物体一部分）在平衡位置附近做的往复运动，叫机械振动，简称振动
项城二高
2、机械振动的主要特征是：
（1）“空间运动”的往复性
（2）“时间”上的周期性。
3、产生振动有两个必要条件：
（1）每当物体离开平衡位置就会受到回复力的作用。（2）阻力足够小。
项城二高
第一节简谐振动
五、简谐运动中的各个物理量变化规律
项城二高
思考与讨论
1、简谐运动属于哪一种运动（）
A、匀加速运动
B、匀减速运动 C、匀速运动
D D 、非匀变速运动
项城二高
思考与讨论
2、弹簧振子在振动，每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（） A、速度 C C、弹力
B B、位移
D、加速度 D
项城二高
思考与讨论
• 为了研究机械振动。 • 建立理想模型法
•把复杂问题简单化，摒弃次要条件，抓住主要因素，对实际问题进行理想化处理，构建理想化的物理模型，这是一种重要的物理思想。在建立起理想化模型的基础上，有时为了更加形象地描述所要研究的物理现象、物理问题，还需要引入一些虚拟的内容，籍此来形象、直观地表述物理情景。
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b d 1 2 3
4
f 5

高中人教版物理选修3-4课件：第十一章 1 简谐运动

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
【思考问题】 (1)水平放置的弹簧振子通过平衡位置时受到弹簧
的弹力是零吗?为什么?
提示:由于弹簧在平衡位置时处于原长状态,故对振子没有弹力。
最大位移处,振子的加速度最大。
简谐运动中的位移、速度和加速度是彼此独立的物
理量,在同一位置,物体的位移和加速度的方向是确定的,而速度的
方向却有两种可能。
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1
课前篇自主预习
简谐运动
探究一
探究二
课堂篇探究学习
课堂篇探究学习
当堂检测
典例剖析
例题1关于水平放置的弹簧振子的运动,下列说法正确的是(
)
A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值
答案:研究振动时所说的位移,都是对于平衡位置的位移。因此,
字母x具有双重意义:它既表示小球的位置(坐标),又表示小球的位
移。
-4-
1
课前篇自主预习
简谐运动
读一读·思一思
课堂篇探究学习
辨一辨·议一议
二、简谐运动及其图象
阅读教材第3、4页,知道简谐运动,初步掌握简谐运动的规律。
1.什么是简谐运动?
答案:如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它
时刻的位移分别为x1、-x2。
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1
课前篇自主预习
简谐运动
探究一
探究二
课堂篇探究学习
课堂篇探究学习
当堂检测
(2)任意时刻质点的振动方向:看下一时刻质点的位置,如图乙中A
点,下一时刻离平衡位置更远,故A点此刻向上振动。

高中物理选修3---4第十一章第一节《简谐运动》

2、条件： ①轻质弹簧
②无能量损耗，即忽略摩擦与空气阻力
3、模型：
①水平弹簧振子
②竖直弹簧振子 ③倾斜弹簧振子
课堂小结
三、振动物体的位移
1.振动物体的位移x都是指相
对于平衡位置的位移
如图所示，是振子在A、B位
A
置的位移xA和xB
B
XA
2.以平衡位置为坐标原点O，沿 XB 振动方向建立坐标轴，规定水
【答案】BCD
【思考】小球会不会一直运动下去？
二、弹簧振子
理想化模型
1.定义：一轻质弹簧，一端固定，另一端连接一质量为m的物体，这样的系统叫弹簧振子.
2、条件： ①轻质弹簧
②无能量损耗，即忽略摩擦与空气阻力
3、模型：
①水平弹簧振子
②竖直弹簧振子 ③倾斜弹簧振子
思考：
分析一个物体的运动可以自哪几个角度进行？
平衡位置：指物体原来处于静止状态时的位置
一、机械振动：
1、定义：物体在平衡位置附近的往复运动叫机械振动，简称为振动
2、条件：
①平衡位置
②往复运动
【例题】下列几种运动属于机械振动的是（）
A.乒乓球在地面上的上下运动 B.弹簧一端固定，一端悬挂一球体，球体在
竖直方向的上下运动 C.秋千在空中来回运动 D.处于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下振动
注意点：
①必须使底片或纸带在垂直于物体运动的方向上做匀速运动。
②目的在于用位移
2、“频闪照片法”的变式
四、弹簧振子的位移-时间图象
2、“频闪照片法”的变式
四、弹簧振子的位移-时间图象
2、“频闪照片法”的变式
四、弹簧振子的位移-时间图象
2、“频闪照片法”的变问式题：为什么必须使底片或纸带在垂直于物体运动的方向上做匀速运动。