内蒙古乌拉特中旗一中高中物理《第一节简谐运动》导学案 新人教版选修32

内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修《第一节简谐运动》导学案

【学习难点】

简谐运动的位移-时间函数关系的建立

【方法指导】

自主探究、交流讨论、自主归纳

【学习过程】

任务一、课前预习一、机械振动1.定义：物体或物体的一部分在附近的叫做机械振动，简称振动。

2．特点：周期性，往复性

自然界中一般的振动都是比较复杂的，简谐运动是最简单，最基本的振动。我们以

弹簧振子为例学习简谐运动。

二、简谐运动

1.弹簧振子----理想化物理模型：

如图示，

理想化条件：

说明：实际情况中，只要振子的质量比弹簧的质量大的多且振子很小；运动时，摩擦及空气阻力很小时，就可以看作弹簧振子

2.两个重要概念

（1）平衡位置：

（2）位移：物体振动时，位移总是相对于而言的。即位移是指由到物体所在位置的有向线段的长度。

☆交流讨论

（1.）观察，分析教材第2页图11.1-2弹簧振子的频闪照片，照片所显示的曲线是振子的运动轨迹吗？它反应了振子的什么量的变化规律。

（2．）阅读教材弹簧振子的位移-时间图像部分，在利用频闪照片得到弹簧振子的位移-时间图像过程中，拍摄时为什么要匀速拖动底片？

（3.）两个人合作完成教材第4页第1题实验并解答相关问题。

3. 弹簧振子的位移-时间图像

（1）图像的建立：以振动物体的为坐标原点，用横坐标表示振动物体运动的，用纵坐标表示振动物体运动过程中对平衡位置的，建立坐标系。（位移的正负方向应该做出规定）

画出小球在平衡位置附近往复运动的位移-时间图像

（2）图像的意义：反应了振动物体相对于平衡位置的随的变化规律。（3）振动的周期性，体现在振动图像上是曲线的

☆交流讨论

你认为小球运动的位移与时间的关系是正弦函数的关系，怎么验证？

理论和实验都证明：（1）简谐运动的振动图象都是。

4.简谐运动

（1）概念：如果质点的位移与时间的关系遵从的规律，即它的振动图像（x-t图像）是一条，这样的振动叫做。（2）简谐运动是最简单，最基本的振动

（3）弹簧振子的运动就是简谐运动

（4）振动图像的应用：心电图，绘制地震曲线的装置等

例题1.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做是简谐运动

C.物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线

D.只要振动图像是正弦曲线，物体一定做简谐运动

例题2.如图所示是某质点做简谐运动的图像，根据图像中的信息，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0s和6s这两个时刻，质点的位置各在哪里？

（3）在1s,3s,8s,9s各时刻，质点向哪个方向运动？质点在哪些时间内振动方向相同，质点在哪些时间内振动方向相反？

（4）质点在第3s末，第6s末，第12s末的位移分别是？

质点在前12s内的路程是多少

例题3.如图示为一弹簧振子的振动图像，规定向右的方向为正方向，试根据图像分析以下问题

1.如图甲所示的振子振动的起始位置是，从初始位置开始，振

子向（填右或左）运动

2.在图乙中，找出图像中的o,A,B,C,D各对应振动过程中的哪个位置？即o对

应，A对应，B对应，C对应，D对应。

3.在t=2s时，振子的速度的方向与t=0时的速度方向

4.质点在前4s内的位移等于

【达标检测】

1．下述说法中正确的是（）A．树枝在风中摇动是振动

B．拍篮球时，篮球的运动是振动

C．人走路时手的运动是振动

D．转动的砂轮的边缘上某点的运动是振动，圆心可以看作是振动中心

2．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置作简谐振动，当它从C向O点运动的过程中，位移方向及其大小的变化是（）

A．向右，逐渐增大 B．向右，逐渐减小

C．向左，逐渐增大 D．向左，逐渐减小

3.某一质点的振动图像如图所示，则由图像判断下列说法正确的是

A.质点偏离平衡位置的最大距离为10cm

B.1 s末到2s末的时间内质点向着平衡位置运动

C.第2s末时和第4s末时的质点的运动方向相同

D. 质点所做的运动是简谐运动，在2s内完成一次往复性运动