海淀区高一物理第十章 机械振动教材分析进修资料课件 北师大版
高一物理机械振动和机械波PPT教学课件
实质:通过传播振动的形式而将振源的能量传播出去.
②介质中各质点的振动周期和波的传播周期都与
波源的振动周期
相同. 介质
③机械波的传播速度只由
决定.
(3)波速、波长、周期、频率的关系:v= =f·λ
6.振动图象和波动图象的物理意义不同:振动图象反
映的是 一个质点在各个时刻的位置 ,而波动图象 是 某时刻各质点的位移 .振动图象随时间推移图
思路方法
1.判断波的传播方向和质点振动方向的方法:①特殊 点法,② 微平移法(波形移动法) .
2.利用波传播的周期性,双向性解题
(1)波的图象的周期性:相隔时间为周期整数倍的
ห้องสมุดไป่ตู้
两个时刻的波形相同,从而使题目的解答出现多解
的可能.
(2)波传播方向的双向性:在题目未给出传播方向 正向 负向
时,要考虑到波可沿x轴
等于这几列波分别在该质点处引起的位移的
.
9.波的现象 (1)波的叠加、干涉、衍射、多普勒效应. (2)波的干涉 ①必要条件:频率相同. ②设两列波到某一点的波程差为Δx.若两波源振 动情况完全相同,则
③加强区始终加强,减弱区始终减弱.加强区的振 幅A=A1+A2,减弱区的振幅A=|A1-A2|. ④若两波源的振动情况相反,则加强区、减弱区的
移随时间变化的表达式为:x= A sin (ωt+φ)或x= Acos (ωt+φ).
3.简谐运动的能量特征是:振动的能量与 振幅有关, 随 振幅 的增大而增大.振动系统的动能和势能相
互转化1 ,总机械能守恒,能量的转化周期是位移周
期的 2 .
弹簧振子
4.简谐运动的两种模型是
和单摆.当单摆摆
高中物理机械振动和机械波PPT课件
练习2：
有两个简谐运动：
x1
3a sin(4bt
4
)和x2
9a sin(8bt
)
2
它们的振幅之比是多少？它们的周期各是
多少 ？t =0时它们的相位差是多少？
五、简谐运动的几何描述—参考圆
匀速圆周运动在x轴上的投影为简谐运动。
五、简谐运动的几何描述—参考圆
用旋转矢量图画简谐运动的 x t 图
t 1 t 2 1 2
同相：频率相同、初相相同(即相差为0） 的两个振子振动步调完全相同。
反相：频率相同、相差为π 的两个振子 振动步调完全相反。
练习1：
下图是甲乙两弹簧振子的 x – t 图象，两
振动振幅之比为_2__∶___1，频率之比为_1_∶___1 ，
甲和乙的相差为_____ 。
实验器材
带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，不易伸长的细线(约 1 米)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺．
实验步骤
(1)用细线和金属小一个球制作单摆。 (2)把单摆固定悬挂在铁架台上，让摆球自然下垂，在单摆平衡位 置处作上标记。 (3)用毫米刻度尺量出摆线长度 l′，用游标卡尺测出摆球的直径， 即得出金属小球半径 r，计算出摆长 l＝l′＋r. (4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过 5°)，然后放 开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成 30～ 50 次全振动所用的时间 t，计算出金属小球完成一次全振动所用时 间，这个时间就是单摆的振动周期，即 T＝Nt (N 为全振动的次数).
解析 作一条过原点的与 AB 线平行的直线，所作的直线就是准确测
量摆长时所对应的图线．过横轴上某一点作一条平行纵轴的直线，则 和两条图线的交点不同，与准确测量摆长时的图线的交点对应的摆长
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的可能.
(2)波传播方向的双向性:在题目未给出传播方向 正向 负向 时,要考虑到波可沿x轴 或 传播的两 种可能性.
23.03.2019
题型1
振动和波动图象的理解及应用
例1
(2011·泰安市高考适应性训练) 一列沿x轴正
方向传播的简谐波,在t=0时刻的波形如图8-1-1所示, 此时波传到了x=5 m的质点.已知x=1 m的质点P先后两 次出现波峰的最短时间间隔是0.4s.
解析
(1)波的传播方向向左.
(2)由题意可知,v =10 m/s,λ =4 m,A=10 cm 所以T= v =0.4 s
5 T t= 4
5 =4
解得s
×4A=50 cm
(3)t=0.5 s时刻的波形如下图所示
23.03.2019
答案
(1)向左
(2)50cm
(3)见解析
23.03.2019
3.对于起始时刻在平衡位置或最大位移处的质
而波动图象描述的是介质中的各个质点某一时刻各自
振动所到达的位置情况.通俗地说,振动图象相当于是
在一段时间内一个质点运动的“录像”,而波动图象 则是某一时刻一群质点振动的“照片”;③随着时间
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的推移,振动图象原来的形状(即过去质点不同时
刻所到达的位置)不再发生变化,而波动图象由于各质
定,会形成多解,若不会联想所有的可能性,就会出现
漏解. 预测演练3 (2009·浙江·21) 一列波长大于1 m的
横波沿着x轴正方向传播.处在x1=1 m和x2=2 m的两质 点A、B的振动图像如图8-1-6所示.由此可知（
23.03.2019
海淀区二月份教师进修表
年级 生物初一 活动内容 (请注明活动类型） 第四单元第一章人的由来 教材教法分析 主讲人 十一学校 邢凤玉
生物初二
第七单元生物的生殖和发育 教材教法分析
育新学校 杭跃南
生物高二
教材教法：必修2第五章
人大附中 薛萌
生物高三
基于学科核心能力提升的二轮专题复习策略（一） 《分子与细胞》复习
民大附中 全斌
化学高二
研究课 盖斯定律 反应热的计算 五十七中 江虹 翠微中学 董伟 陈颖等
化学高三
教法分析：二轮复习专题研讨
信息技术
年级 信息初中 活动内容 (请注明活动类型） 信息技术教学模式与教学基本功 主讲人 信息中心 钟建业
信息高中
高中选修模块——程序设计 （VB）部分教学建议
首师大二附中 陈惠敏
信息初中
进修学校新址 5号教室 西四环北路11号 进修学校新址 8号教室 西四环北路11号 进修学校新址 6号教室 西四环北路11号 进修学校新址 3号教室 西四环北路11号 进修学校新址 5号教室 西四环北路11号 进修学校新址 6号教室 西四环北路11号 进修学校新址 3号教室 西四环北路11号
初二政治教师
英语初一
教学计划 特色校本课程介绍 教法交流unit5-6
应劼 中关村中学 史阿丽 交大附中 徐薇 赵瑞雪 孙铁玲 地大附 左霞 上地实验 李继红 首师大育新学校 王晨光
英语初二
教学计划 教材教法分析1-3单元
英语初三
初三第二学期教学计划
专题交流一：基于问题解决的行动研究—初中英语阅读课课型研究 专题交流二：让课堂焕发出生命的活力—初三总复习课思考
初二《网站设计与制作》教学案例分析（一）
科大附中 金旭
机械振动全章分析教学建议高二物理PPT课件北京海淀
第一节 简谐运动
思考: 1.简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？ 2.由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？ A.匀变速运动 B.匀速直线运动 C.变加速运动 D.匀加速直线运动
例4 下表中给出的是做简谐运动物体的位移x或速度v与时刻的对应关系，T是振动的周期， 则下列选项中正确的是 ( AD ) A.若甲表示位移x，则丙表示相应的速度v C.若丙表示位移x，则甲表示相应的速度v B.若乙表示位移x，则丙表示相应的速度v D.若丁表示位移x，则甲表示相应的速度v
第一节 简谐运动
• 教学目标：
1.认识弹簧振子 2.通过观察和分析，理解简谐运动的位移—时间图象是一条正弦曲线。 3.经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图象描绘运动的方 法
数学方法
第一节 简谐运动
• 教学重点：
1.简谐运动的图象获取及分析 2.用图象表达简谐运动
• 教学难点：
1.简谐运动的位移 2.简谐运动图象的物理意义
第一节
简谐运动
一机械振动的引入
a、一端固定的钢尺； b、单摆； c、水平弹簧振子； d、竖直弹簧振子； e、穿在橡皮绳上的塑料球。
第一节 简谐运动
一、机械振动的引入
机械振动：物体在平衡位置附近的往复运动。 （1）平衡位置--原来静止时的位置（对称性） （2）运动具有往复性（周期性）
让学生以振动的共同特征为线索去寻找生活中的实例 水上浮标的浮动 拨动的琴弦 手机来电时的振动 昆虫翅膀的振动 引导学生从各种复杂的振动中,找出最简单、最特殊的简谐振 动进行研究。
第一节 简谐运动
二、弹簧振子的模型 实际模型（阻力） 小球的质量远远大于轻质弹簧的质量 小球在运动情况可视为质点 振动过程中受到的阻力比较小 理想化模型(没有阻力) ①弹簧——没有质量 ②小球——可视为质点 ③振动过程——不受阻力
机械振动、机械波教材教法分析
（1994年高考题）图19-7(a)是演示简谐振动图象的装置. 当 盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，摆动着的漏斗 中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化 的关系,板上的直线OO1代表时间轴. 图(b)是两个摆中的沙 在各自木板上形成的曲线，若板N1和板N2拉动的速度v1和 v2的关系为 v2 =2v1 ，则板N1、N2上曲线所代表的振动的 周期T1和T2的关系为( D ). • A、T2=T1； • B、T2=2T1； • C、T2=4T1； • D、T2=T1/4；
教学设计
振幅、周期和频率、相位几个术语的物理意义
利用数学知识引入表达式 x=Asin(ωt+φ)
分析它们在表达式中各由哪个量来代表
关于简谐运动的表达式（振动方程）
x=Asin(ωt+φ) ω=2πf ω叫简谐运动的圆 频率(学生难理解) 振动方程的得出如果结合 参考圆、匀速圆周运动 的投影实验效果很好, 生动有说服力，学生的 情趣很高。同时可以得 出速度、加速度的表达 式,也可以导出周期的 表达式。
2.为什么定义简谐运动时只提正弦函数， 不提余弦函数？
正弦函数的一般形式为y = Asin (ωx + φ)（见 高中数学教科书），在φ取不同值时它已经把 y = Asin ωx、y = Acos ωx等各种情况都包括 了，所以这套教科书只提正弦函数。
3.新增加的相位概念要掌握到什么程度？
课程标准的要求是：“能用公式和图象描述简谐运动 的振动幅度和变化快慢，无法描述的质点在振动过程中所处的 状态，所以将选学的相位引入正文。 为了更明确地表达对相位的要求，课程标准又通过例子做 了说明：“用两个摆长相同的单摆演示简谐运动的相位差。” 教科书就是按照课标这个例子的思路展开的：两个同样摆长、 同样振幅的单摆，如果开始运动的时间不同，它们的振动情况 也不相同；为了描述这个差别，我们引入相位的概念。除此之 外再弄清楚公式中哪个量代表相位，这样就足够了。如果习题 涉及相位差，编者掌握的难度是，相位差应该能从公式或图象 直接看出，不需要复杂的推算。
大学物理机械振动和机械波ppt课件
振动系统能量转换关系
动能与势能之间的转换
在振动过程中，物体的动能和势能之间不断 转换。
能量守恒
在理想情况下，振动系统的总能量保持不变 。
能量耗散
在实际情况下，由于阻力的存在，振动系统 的能量会逐渐耗散。
02
机械波传播特性与波动方程
Chapter
机械波产生条件及分类
产生条件
01
振源、介质、传播方向与振动方向关系
天文学
天文学家通过观察恒星光谱的多普勒效应来判断恒星相对于地球的运动速度，进而研究 恒星的运动规律和宇宙结构。
音乐合成
在音乐制作中，可以利用多普勒效应原理来模拟乐器声音的空间感和运动感，使音乐更 加生动和立体。
05
干涉和衍射现象在机械波中表 现
Chapter
干涉现象产生条件及类型划分
产生条件
两列波频率相同，会出现稳定的干涉现 象。
驻波能量分布规律探讨
能量分布
驻波的能量主要集中在波腹处，波节处能量为零。
分布规律
随着时间与空间的变化，能量在波腹与波节之间周 期性传递。
弦线上驻波实验演示
实验装置
弦线、振源、测量仪器等。
实验步骤
激发弦线振动，调整振源频率使弦线上形成驻波，观察并测量驻波 的波形、波腹波节位置等。
实验结果
通过测量得到驻波的波长、频率等参数，验证驻波的产生条件和能量 分布规律。
04
多普勒效应原理及应用举例
Chapter
多普勒效应定义及公式推导
定义
当波源与观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化，这种现象 称为多普勒效应。
公式推导
设波源发射频率为f0，波速为v，观察者与波源相对运动速度为vr，则观察者接收到的 频率为f=(v±vr)/v×f0，其中“+”号表示观察者向波源靠近，“-”号表示观察者远离
高三物理最新教案-机械振动和机械波北师大版 精品
机械振动和机械波北师大版【同步教育信息】一. 本周教学内容：第一节：机械振动第二节：机械波【学习提示】一. 机械振动1. 特点和条件特点：在某一位置（平衡位置）的往复运动，有周期性。
（回复力、加速度、速度周期性变化）条件：有回复力，阻力足够小（物体总受到一个时刻指向平衡位置的力作用，使它回到平衡位置）2. 描述振动的物理量（1）回复力：物体受到方向总是跟位移方向相反，总指向平衡位置的力。
注意：回复力是根据力的作用效果来命名，类似命名的力有向心力。
回复力是由物体实际受力来提供，回复力可以是物体受的某个力（f），也可以是物体的合力（竖直弹簧振子mg、f），也可以是某个分力（单摆，mgsinθ）提供，F回≠F合（2）平衡位置：“回复力为零的位置”，不能说F合＝0的位置如单摆：G1：回复力T－G2：向心力平衡位置：T－mg提供向心力，F合≠0（3）位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置有向线段（不管振子从何处开始运动，位移起点固定于O）振子在A点位移多大，在O点位移多大5cm 0cm（4）振幅A：最大振动位移的绝对值，反映振动的强弱A大，振动系统能量大（5）周期和频率T、f全振动：物体先后两次运动状态（位移和速度）完全相同所经历的过程，一个全振动通过路程等于4倍振幅下面具体研究最简单的振动––––简谐振动二. 简谐振动––––两个典型物理模型 弹簧振子（轻弹簧＋振子） 动力学特点：运动学特点：远离O ，a ↑v ↓变减；靠近O ，a ↓v ↑变加 A （B ）a m v=0 O a=0 v m kmT π2=周期公式： 能量转化：机械能守恒 远离O ，E k 向E P 转化单摆（m 绳不计，l 线>>k F ）靠近O，E P向E k转化注：（1）单摆周期与A、m无关（2）摆长l是指悬挂点到摆球重心的距离（在某些变形单摆中，l应理解为等效摆长）如：单线摆不容易直线摆动，容易椭圆摆动。
双线摆、复合摆（3）重力加速度g应理解为等效重力加速度，由单摆所在空间位置决定，g随地球表面不同高度，不同星球而变化a. 单摆周期与高度关系：b. 单摆周期与不同行星关系：c. 不同运动系统内单摆周期三. 振动图象1. 物理意义：做简谐运动的物体相对平衡位置的位移随时间的变化规律，是正、余弦曲线（时间轴即平衡位置）2. 已知：（1）A、T、f A＝8cm Ｔ＝0.8s f＝1.25Hz（2）确定任一时刻质点的位移、加速度、速度方向。
机械振动机械波全章教学建议高三物理第一轮复习PPT课件北京海淀
简谐运动的对称性和周期性
2、一弹簧振子从O点开始做简谐运动，它从O点
第一次到达O点附近的M点，用了时间3 s,再经过 2s，振子再次经过M点，则振子第三次经过M点， 还要经过时间 s。
14或10/3
灵活应用对称性
3、如图所示，一个轻弹簧竖直固定在水平地面上， M点为 轻弹簧竖直放置时弹簧顶端位置，将一个小球轻放在弹簧上， 在小球下落的过程中，小球以相同的动量通过A. B两点，历 时0.1s，过B点后再经过0.1s，小球再一次通过B点，小球在 0.2s内通过的路程为6cm，N点为小球下落的最低点，则小球 在下降的过程中： 0.2s M （1）下落到最低点的时间为 ； A O 6cm （2）下落的最大高度为 ； B
mg/(2k)
2、则当A振动到最高点时， 物体A的加速度？
g/2
木箱对地面的压力为多少？
(M+m/2)g
灵活应用对称性
反馈.两木块m、M，用劲度系数为k的轻弹簧连在 一起，M放在水平地面上，将木块m压下一段距离 后释放，它就上下做简谐运动，如图.在振动过程 中，木块M刚好不离开地面.则木块m的最大加速度 和木块M对地面的最大压力为多少？
•机械波因其时间和空间对称性以及传播的双向性往往出现多 解，从中可以培养思维的周密性。
专题一
简谐运动
简谐运动
1、简谐运动的动力学条件：F＝－kx A‘ A 平衡位置：回复力为零的位置。（不一定是平衡状态， 如单摆） 回复力F：沿振动方向上所受的合力 ，按效果命名。 2、描述振动的物理量： 位移x：强调以平衡位置为起点，与原运动学定义不同。
（3）小球做简谐运动的振幅为
3cm
；
N
（4）小球在最低点N点的加速度大小
高一物理机械振动及其产生条件;简谐运动的特点、规律北师大版知识精讲
高一物理机械振动及其产生条件；简谐运动的特点、规律北师大版【本讲教育信息】一. 教学内容：机械振动及其产生条件；简谐运动的特点、规律；简谐运动的图像二. 知识总结归纳1. 机械振动及其产生条件：机械振动是指物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动。
它的产生条件是：回复力不为零；阻力足够小。
回复力是使振动物体回到平衡位置的力。
它是以效果命名的力，类似于向心力，一般由振动方向上的某个力或某几个力的合力来提供。
2. 简谐运动的特点：回复力的大小与位移大小始终成正比，方向始终相反，即符合公式F ＝－kx 。
这也是判断一个机械振动是否是简谐运动的依据。
我们常见的两个简谐运动模型是弹簧振子和单摆。
大家想一想这两个典型运动的回复力由哪些力提供？在这里需要强调两个概念：一是平衡位置。
平衡位置是指物体在振动方向上所受合力为零的位置。
简谐运动一定有平衡位置，而机械振动有中心位置，不一定有平衡位置。
另一个是位移。
振动中物体的位移是表示物体即时位置的物理量，它始终以平衡位置为初始位置，可以用一个由平衡位置指向某一时刻位置的有向线段来表示。
3. 简谐运动的规律：简谐运动是一种复杂的非匀变速运动，要结合牛顿运动定律、动量定理、动能定理、机械能守恒定律来分析解决简谐运动的问题。
（1）简谐运动的对称性：振动物体在振动的过程中，在关于平衡位置对称的位置上，描述物体振动状态的物理量（位移、速度、加速度、动量、动能、势能等）大小相等。
（2）简谐运动的周期性：振动物体完成一次全振动（或振动经过一个周期），描述物体振动状态的物理量（位移、速度、加速度、动量、动能、势能等）又恢复到和原来一样。
简谐运动的周期是由振动系统的特性决定的，与振幅无关。
弹簧振子的周期只决定于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和方式无关。
单摆在小角度摆动下的振动可视为简谐运动，其周期公式为＝，其T 2 L g中L 为摆长（悬点到球心间的距离），g 为重力加速度，单摆周期与振幅、摆球质量无关。
海淀区高一物理第十章 机械振动教材分析进修资料课件 北师大版
关键是抓住位移x!
回复力： （变力） 方向： 总指向平衡位置，与位移方向相反
与位移成正比，F=-kx 大小：
与位移成正比 大小：
加速度： a=-kx/m 方向： 与位移方向相反，与F回方向相同 （加速度变化） 平衡位置 v最大 大小：
速度
振幅处v=0
方向：与运动方向相同
振子远离平衡位置：
位移x：（）、加速度（ ）、速度（ ）
二、教学内容和要求 （一）教学大纲中的内容和要求
内容和要求 简谐运动(A) 简谐运动的振幅、 周期和频率(A) 简谐运动的振动图象(A) 单摆(A) 单摆周期公式(A) *用三角函数表示简谐运 动 *相位 自由振动和受迫振动(A) 共振(A) 演示 弹簧振子的振动
简谐运动的振动图象 单摆运动的等时性 单摆的振动周期与摆长有关
最大位移处（x=A）：a最大、v=0
振子靠近平衡位置： 位移x：（ ）、加速度（ ）、速度（ ） 平衡位置时：（x=0）：a=0、v最大
建议：在过程分析中突出问题思考
问题1：弹簧振子先后连续经过同一点时，哪些物 理量是相同的？ 问题2：振子在某时经过某点向右运动，经历怎样的 运动才能再次恢复到与此时完全相同的运动状态？ ☞理解一次全振动 • 从任一初始时刻起，物体的运动状态（位置，速度） 再次恢复到与初始时刻完全相同所经历的过程。 • 一次全振动经过4个振幅的路程。 ☞理解简谐运动的周期性和对称性 问题3：弹簧振子在过程中的机械能是否守恒？
Ⅱ Ι Ι
Ⅰ.对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中 识别和直接使用它们。 Ⅱ.对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系， 能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、 推理和判断等过程中运用。
高二物理机械能、机械振动北师大版知识精讲
高二物理机械能、机械振动北师大版【本讲教育信息】一. 教学内容：机械能、机械振动二. 教学过程：（一）机械能1. 功：一个物体受到力的作用，在力的方向上发生一段位移，这个力就对物体做了功。
公式：_______________。
单位：符号是_______________。
注意：（1）功的正负如何判定：______________________________（2）合力做功的计算：当物体同时受几个力作用时，计算这几个力所做的总功。
先分别求出各力对物体所做的功，再求出功的代数和。
2. 功率：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率。
公式：______________________________、______________________________。
（1）功率是表示力对物体做功快慢的物理量。
（2）汽车、火车等发动机的功率是指机车牵引力的功率。
公式：_______________。
（3）机车的两种启动方式：①在功率一定条件下，发动机产生的牵引力与_______________成反比。
以恒定功率起动的运动过程是：变加速（）匀速（）。
此过程a a ↓⇒=0 中，各量的变化情况：当时，，达最v F P v a F f mF f a v ↑⇒=↓⇒=-↓⇒==0 大保持匀速v v m m ⇒ ∴汽车达到最大速度时，，，这一起动过程的a F f P Fv fv v t m m ====-0 关系如图（a ）所示。
②在加速度一定条件下，发动机产生的牵引力_______________。
匀加速起动的运动过程是：匀加速当功率增大到额定功率后，变加⇒P m 速（）（）匀速，各个量的变化情况如下：a a ↓⇒=0F a F f mv P Fv P P a v m 不变，不变当，，仍增大=-⇒↑⇒=↑⇒=≠0P v F PvaF fmF f a v vmmm一定，当时，，达最大↑⇒=↓⇒=-↓⇒==⇒保持匀速vm这一运动过程的v－t关系如图（b）所示。
高一物理机械振动北师大版知识精讲
高一物理机械振动北师大版【本讲教育信息】一. 教学内容：1. 机械振动学习诊断2. 机械振动目标测试二. 针对训练1. 机械振动练习题目2. 机械振动测试机械振动练习题目〔一〕一. 填空题1. 甲、乙两个弹簧振子作简谐振动，在一样的时间内，甲完成20次全振动，乙完成40次全振动，如此甲、乙两个振子振动周期的比__________。
假设甲的振幅增大了2倍，而乙的振幅不变，如此甲、乙周期的比又是__________。
答案：2：1，2：12. 甲乙两个单摆在同一地区，摆长之比L1：L2=5：4，摆角小于5度，如此周期之比T1：T2=____________。
：答案：523. 如下列图是__________图象，质点振动的振幅A为__________，周期T是________，t1时刻的加速度的方向为___________，速度的方向为__________，t2时刻加速度的方向为_________，速度的方向为____________。
t3时刻加速度的方向为___________，速度的方向为___________。
答案：振动0.05m 2s y轴负方向 y轴负方向 y轴正方向 y轴正方向 y轴负方向 y 轴正方向4. 沿光滑水平面振动的弹簧振子，轻质弹簧原长为0.08m，将其拉长到0.13m后释放，5s内完成15次全振动，如此振子的振幅A为__________，周期T为_________，频率f为__________，一秒内通过的路程为__________。
答案：0.05m 0.33s 3Hz 0.6m5. 如下列图是甲乙两个单摆做简谐振动的图线，如此可以断定：甲乙两个单摆的周期之比为_______，摆长之比为______________。
答案：3：2 9：4二. 选择题6. 如下关于简谐运动的说法，正确的答案是〔〕A. 但凡周期性的振动都属于简谐运动B. 物体在振动过程中所受回复力总是与运动方向相反，并且大小与位移成正比，这样的运动属于简谐运动C. 物体的振动过程中，如果严格遵守机械能守恒定律，如此这种振动属于简谐运动D. 简谐运动一定是等幅运动答案：选D7. 关于单摆的周期和频率，正确的说法是：〔〕A. 将单摆从地球赤道移到南北两极时，振动频率将变大B. 将单摆从地面拿到距地面高度为地球半径高度时，它的振动周期应为原来的两倍C. 将单摆拿到绕地球运动的卫星中，它的振动频率等于零D. 在振幅很小时，将单摆的振幅增加，它的振动频率将变小答案：选ABC8. 在水平方向上的弹簧振子，每通过同一个一般位置时，如下物理量中不一定一样的是〔〕A. 位移B. 速度C. 加速度D. 回复力答案：选B9. 对于同一弹簧振子，如下关于简谐振动物理量关系的描述，正确的答案是〔〕A. 振幅大时，振子受到最大回复力也大；B. 振子的周期与振幅大小无关；C. 振子的频率与振幅大小无关；D. 简谐振动的周期与频率不随时间发生变化。
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从局部来看：是变加速直线运动 从整体来看: 周期性运动
简谐运动实例
参考题
1.弹簧振子在光滑水平面上以O为平衡位置在AB两 点间做简谐运动， AB间距为10cm,振子从A到B 的运动时间为0.4s，则 1）弹簧振子的振幅 ,周期 ,频率 . 2）若从振子经过A点开始计时，经过1s振子处在 位置，位移大小 ，振子所走过的路程为 。 3）若从振子经过A点开始计 时，经过4.6s振子处在 位 置，位移大小 ，振子所 O A B 走过的路程为 。 4）若振子的质量为200g,弹簧的劲 度系数为10N/m ，振子振动时在 位 置具有最大加速度，大小为 。
C D O A
B
建议：加强物理过程分析
观察：弹簧振子的运动 思考：描述各振动物理 量的变化？
A
振子的运动
位移的变化 回复力的变化
A→O
O→B B→ O O→A
加速度的变化 速度的变化
由学生总结得出： x↑(离开平衡位置) → F、 a、 Ep ↑ → v、 Ek ↓ F、 a一定跟x方向相反 , v、跟x方向可同可反。
补充说明：
1、做好竞赛学生辅导工作 高一物理力学竞赛时间 预赛 时间 2007年5月13日 上午9：00-11：00 范围 不要求动量、机械振动和机械波 要求 按高考考试说明的要求 复赛 时间 2007年5月27日 上午9：00-11：00 范围 不要求机械振动和机械波 要求 按《全国中学生物理竞赛内容提要》 的要求 2、期中全区统练
☞振动过程的运动学量的变化和运动特点 位移x、速度v ☞振动过程的力学量的变化 回复力F、加速度a与位移x变化的关系 ☞振动过程中的能量变化 动能、势能、机械能与位移变化的关系
☞理解简谐运动的时空对称性 时间相差T或nT的两个时刻,物体运动状态相同. 时间相差T/2或(2n+1)T/2的两个时刻, x 、 v、 a大小相 同方向相反. 关于平衡位置对称的两点,如图所示的C点和D点，速度 大小相等，动能、势能相等。 如图所示中，物体由C直接到O和由O直接到D的时间 相等；物体由B直接到C和由A 直接到D的时间相等。
☞对简谐振动的认识
运动学特征 一个运动物体， 它的加速度a与它离开 平衡位置的距离恒成 正比而反向，那么此 物体一定作简谐振动。 k = a x m
动力学特征 物体离开平衡位置后，总 是受到一个方向指向平衡位置， 大小与物体离开平衡位置的距 离成正比的力的作用，则此物 体一定在作简谐振动。
F回 = -k x
☞振动和波的知识跟现代生活、社会、科技密切 相关, 有着广泛的应用。 (例如心电图、核磁共振 仪、地震仪、钟摆等)。
☞振动是学习机械波的重要基础。振动和波在教 材中属于重要的非主干知识。高考试题的选择题 中常有一道相关知识的题目。（如，北京卷0416、05-17、06-17）
（二）渗透的研究物理问题的方法
振动的分类 （1）按产生振动的原因来分类： 自由振动 受迫振动 （2）按振幅分类： 阻尼振动 无阻尼振动
（3）按振动的规律来分类： • 简谐振动 • 复合周期振动 • 准周期振动 • 瞬态振动 • 随机振动
复合周期振动:是由两个或两个以上的频率之 比为有理数的简谐振动复合而成。 准周期振动:是由频率比不全为有理数的简谐 振动叠加而成。 瞬态振动:是指在极短时间内仅持续几个周期 的振动。 随机振动:没有确定的周 期，振动量与时间也无 一定的关系。
建议：典型振动受力分析
N O G
分析归纳： 物体回到平衡 位置的原因？
N F G O G
F
F
N G
F
G
G
F
弹簧弹力回复力
弹簧弹力与重力的 合力回复力
☞认识回复力 ☞平衡位置：回复力为零的位置
3.位移： 在振动中指平衡位置到振动物体所在位置的有向 线段。所以在振动中位移与某时刻对应。 这有别于前几章中位移指初位置到末位置的有向 线段，与某段时间对应。
Ⅱ Ι Ι
Ⅰ.对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中 识别和直接使用它们。 Ⅱ.对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系， 能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、 推理和判断等过程中运用。
（三）新课标中的内容标准
（1）通过观察和分析，理解简谐运动的特征。能用公式 和图像描述简谐运动的特征。 例1 比较做简谐运动的物体在不同位置所受的力、速度、 加速度、动能和势能。 例2 用两个摆长相同的单摆演示简谐运动的相位差。 （2）通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系。 （3）知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单 摆测定重力加速度。 （4）通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的 条件以及在技术上的应用。 例3 调查生活和生产中受迫振动的应用实例及利用和防 止共振的实例。 实验专题：研究弹簧振子的周期与小球质量的关系。
最大位移处（x=A）：a最大、v=0
振子靠近平衡位置： 位移x：（ ）、加速度（ ）、速度（ ） 平衡位置时：（x=0）：a=0、v最大
建议：在过程分析中突出问题思考
问题1：弹簧振子先后连续经过同一点时，哪些物 理量是相同的？ 问题2：振子在某时经过某点向右运动，经历怎样的 运动才能再次恢复到与此时完全相同的运动状态？ ☞理解一次全振动 • 从任一初始时刻起，物体的运动状态（位置，速度） 再次恢复到与初始时刻完全相同所经历的过程。 • 一次全振动经过4个振幅的路程。 ☞理解简谐运动的周期性和对称性 问题3：弹簧振子在过程中的机械能是否守恒？
第十章 机械振动 教材分析
200.3.7
主要内容： 一、全章概述
二、内容要求 三、课时安排 四、教法建议
一、全章概述 （一）教材地位
☞振动是较为复杂的运动形式 • 从运动学看它是加速度不断改变的运动； • 从动力学来看，它是在变力作用下的运动。 ☞承接了全部力学知识（本章的核心内容是要综 合运用运动学、动力学及功和能的知识研究简 谐运动的基本特征和基本规律）
高一物理第二学期教学计划
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2007.3.7
对教学计划的说明 一、指导思想 1、学习和落实教学大纲 2、研究初高中的衔接 3、加强教学研究，提高教学效益
教研侧重点： 物理思想方法在教学中的体现 在物理教学中如何培养学生能力 课堂教学设计
对教学计划的说明 二、教学要求：注重教学效益 1、教学起点要适当 2、明确教学要求 3、重视教师的示范作用，注意规范
☞在新课标中, 振动知识被认为是学生进行自主探究学习的重要内容.
三、课时安排:6课时 第一节 第二节 第三节 第四节 实 验 机械振动 简谐运动 探究影响单摆振动周期的因素 简谐振动的图像 受迫振动 用单摆测定重力加速度 2课时 1课时 1课时 1课时 1课时
四、教学建议
第一节 机械振动 简谐运动
☞物体在与
位移大小成正比
方向与位移相反
的回复力的作用下的振动
☞ 简谐运动 的条件：
F回=-kx
k：F与x的比例系数，由振 动系统本身因素决定 负号含义：F与x的方向相反
☞ 说明：通过对弹簧振子的分析，从中认识简谐运动的一
般概念及其产生条件，且从胡可定律论证弹簧振子的回 复力满足F回=-kx的条件，把弹簧振子的结论推广到一半， 须向学生指出式中的k不再是弹簧的劲度系数，而是由 振动系统本身因素决定的比例系数。
受迫振动和共振
（二）2006年高考考试说明中的内容要求和说明
34 弹簧振子. 简谐运动. 简谐振动的振幅、周 期和频率. 简谐振动的位移——时间图像 35 单摆. 在小振幅条件下单摆作简谐运动. 周期公式 36 振动中的能量转化 37 自由振动和受迫振动. 受迫振动的振动频 率, 共振及其常见的应用 Ⅱ
对教学计划的说明 三、教学进度安排 第八章 功 动能定理 第九章 机械能守恒定律 第十章 机械振动 第十一章 动量 动量守恒定律 力学复习 第十二章 分子热运动 能量守恒 第十三章 固体、液体和气体 第十四章 电场 电场强度 第十五章 电场力的功 电势差 期末复习与练习 1.5周 2.0周 1.5周 2.0周 1.0周 2.0周 1.5周 1.0周 1.5周 2.0周
建议：通过练习来巩固
4、简谐运动
（1）弹簧振子理想模型 弹簧振子：弹簧—物体系统 理想化条件：弹簧的质量远小于小球的质量，可忽略 ; 摩擦忽略不计
物体在平衡位置的两侧，在弹性恢复力和惯性两个 因素互相制约下，不断重复相同的运动过程。
（2）描述振动特性的物理量
☞振幅
（1）振幅的定义：振动物体离开平衡位置的最大距离 （2）振幅的意义：是表示物体振动强弱的物理量，也 是振动能量多少的一个标志。 （3）振幅与位移的关系 • 振幅是标量；位移是矢量。 • 简谐振动的振幅不变，而位移的大小时刻在变。 • 最大位移的大小等于振幅。
建议：抓住典型振动的观察与分析
观察与思考： 运动特点？
☞运动特点：
（1）有一个“中心位置”（平衡位置） （2）运动具有往复性 ☞产生机械振动的必要条件： 受到回复力的作用
2.回复力: ☞物体偏离平衡位置后受到的总是指向平衡位置 的力。 ☞使物体回到平衡位置的力。 ☞以效果命名的力。（不是一种特殊性质的力.） ☞不同振动中回复力的来源不同。
二、教学内容和要求 （一）教学大纲中的内容和要求
内容和要求 简谐运动(A) 简谐运动的振幅、 周期和频率(A) 简谐运动的振动图象(A) 单摆(A) 单摆周期公式(A) *用三角函数表示简谐运 动 *相位 自由振动和受迫振动(A) 共振(A) 演示 弹簧振子的振动
简谐运动的振动图象 单摆运动的等时性 单摆的振动周期与摆长有关
本节知识特点： 概念多 抽象 • 机械振动、回复力、简谐运动 • 位移、振幅、周期、频率 • 简谐运动的特征 • 全振动过程中各量的变化
相关知识点的说明： 1、机械振动
机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动．