人教版选修3-4第十一章《机械振动》ppt课件
合集下载
高中物理人教版(选修3-4)第十一章机械振动第5节 外力作用下的振动+课件(共19张PPT)
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/7/262021/7/262021/7/262021/7/267/26/2021
14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年7月26日星期一2021/7/262021/7/262021/7/26
1831年，一队骑兵通 过曼彻斯特附近的一座便 桥时，由于马蹄节奏整齐， 桥梁发生共振而断裂。
1940年，美国的全长860米的塔柯姆大桥在建 成后的4个月就因横风引发“蛇形共振”而倒塌
课堂小结
巩固练习
1. A 、B两个弹簧振子,A固有频率为f，B固有频率为4f
， 若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动，
而且相差越大越好。 （2）应用：使驱动力的频率接近或等于振动物体的固
有频率。
提出问题
四、共振
5.共振的应用实例 （1）共鸣：声音的共振现象叫共鸣。如：音叉的共鸣，
乐器的共鸣箱，声音碎酒杯。
声音怎么会 将酒杯震碎?
提出问题
四、共振
5.共振的应用实例 （2）微波炉加热原理：
食物中水分子的振动频率约为2500MHz。微波炉加热 食品时，炉内产生大致相同频率的电磁波，也称为 “微 波”。使食物中的水分子做受迫振动，发生共振，将电 磁辐射能转化为内能，从而使食物的温度迅速升高。
第十一章 机械振动
第5节 外力作用下的振动
学习目标
1.知道阻尼振动产生的原因，知道其能量变化的特点。 2.知道物体固有频率、驱动力频率的概念，知道什么 是受迫振动，知道物体做受迫振动的特点。 3.知道共振现象，掌握发生共振的条件。 4.知道常见的共振的应用和危害，能解释生产生活中 的有关现象。
高中物理选修3-4机械振动ppt课件
由牛顿第三定律知，物体对弹簧的最小压力： FN′＝FN＝12mg。 由以上可以得出振幅为 A 时最大回复力为 0.5mg， 所以有 kA＝0.5mg ③， 欲使物体在振动中不离开弹簧，则最大回复力可为 mg， 所以有 kA′＝mg ④， 由③和④两式联立解得 A′＝2A。
[解题反思] 解决此类问题，首先要确定对称点，认识到在 这一对称点时速度大小相等，加速度大小相等，回复力大小相等， 最后根据题目要求来确定所需要的物理量。
3．时间的对称性：系统在通过关于平衡位置对称的两段位 移的时间相等。振动过程中通过任意两点 A、B 的时间间隔与逆 向通过的时间间隔相等。
[典例指津] 如图所示，质量为 m 的物体放在弹簧上，与弹簧一起在竖 直方向上做简谐运动，当振幅为 A 时，物体对弹簧的最大压力 是物重的 1.5 倍，则物体对弹簧的最小压力是多少？要使物体在 振动中不离开弹簧，振幅不能超过多大？
(3)确定振动的周期和频率。振动图象上一个完整的正弦(或 余弦)函数图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期。
由下图可知，OD、AE、BF 的时间间隔都等于振动周期，T ＝0.2 s，频率 f＝T1＝5 Hz。
(4)确定各时刻质点的振动方向。例如下图中的 t1 时刻，质 点正远离平衡位置向位移的正方向运动；在 t3 时刻，质点正向着 平衡位置运动。
[解题反思] 在利用图象解决问题时，首先要明确图象的物 理含义，根据图象的特点做出振动过程；然后分析各物理量的变 化规律，包括大小和方向，利用所提供的信息进行分析问题。
[变式训练] 一质点简谐运动的振动图象如图所示。 (1)该质点振动的振幅是________cm；周期是________s；初 相是________。 (2)写出该质点简谐运动的表达式，并求出当 t＝1 s 时质点的 位移。
高二物理人教版选修3-4课件：第十一章 机械振动
D.振子的周期为8 s
解析 根据题图和正方向的规定可知，t＝2 s时刻，速度最大，振
子处于平衡位置，A错.
t＝3 s时刻，振子的速度方向向左，B对.
1 2 3
t＝4 s时刻，速度为零，振子在左边最大位移处，加速度方向向右 且为最大值，C对. 从题图乙可知，振子的周期为8 s，D对. 答案 BCD
为参考点
振幅A：离开平衡位置的最大距离
描
简谐 运动 述
理 量
周期T：完成 一次全振动 要的时间 单位时间 频率f： 的次数 相位：描述周期性运动在各时刻所处
需 T＝ 内完成全振动
1 f
的状态
正弦(或余弦)曲线 描 简谐 运动 振动 图象 物理意义：描述振动物体的 变 位移 随 时间
述
化的规律
图象信息：振幅A、周期T、各时刻位移x 振动的能量：动能与势能之和
4 s，1.5×4A＝12 cm，A＝2 cm. 3 4 A＝2 cm 答案 T＝4 s，A＝6 cm或T＝ s， 3
三、单摆周期公式的应用 1.单摆的周期公式T＝ 2π 速度的方法.
l g
.该公式提供了一种测定重力加
2. 注意：(1)单摆的周期 T只与摆长 l和 g有关，而与振子的质量及振
幅无关.
此ppt下载后可自行编辑
高中物理课件
机械振动
第十一章
学案6
章末总结
网络构建
专题整合
自我检测
机械振动 受力特点：F＝ －kx
网络构建
运动特点：a＝ - kx (变加速运动)，周期性 特 简谐 运动 征
m
和 对称性 振动位移随时间变化的规律：正弦(或余弦) Asin (ωt＋φ) 函数规律x＝
位移x：以 平衡位置 物
物理人教版高中选修3-4人教课标版高中物理选修3-4第十一章机械振动第二节简谐运动的描述PPT课件
描述简谐运动的物理量
选 修 3 4 11.2 － 简 谐 运 动 的 描 述
2、什么叫做全振动、周期、频率 （1）定义：周期T：振子完成一次全振动所需要的时间。 一次全振动：振动物体从某一初始状态开始，再次 回到初始状态（即位移、速度均与初态完全相同） 所经历的过程。 频率f：单位时间内完成全振动的次数
简谐运动的表达式
相位 角速度
选 修 3 4 11.2 － 简 谐 运 动 的 描 述
x A sin( t )
振幅 ω 是一个与频率成正 比的量，叫做简谐运 动的“圆频率”
初相位
2 x A sin( t ) A sin( 2ft ) T
2 2f T
3、简谐运动：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 。 x/m
O
t/s
见课本P5习题
选 修 3 4 11.2 － 简 谐 运 动 的 描 述
如图是某质点做简谐振动的振动图象。根据图像中的信息，回 答下面问题。 （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？ （4）质点相对于平衡位置的位移方向在哪些时间内跟它瞬时速 度方向相同？在哪些时间内跟瞬时速度的方向相反？ （5）质点在第2s末的位移是多少？ （6）质点在前2s内走过的路程是多少？ x/m 10 由图象可以知道哪些信息？ O -10 2 4
选 修 3 4 11.2 － 简 谐 运 动 的 描 述
简谐运动的描述
授课教师：石劲蕾
复习回顾
选 修 3 4 11.2 － 简 谐 运 动 的 描 述
人教版选修3-4 第十一章 机械振动 复习(共29张PPT)
第3 页
1 周期(T)和频率(f)： f T
回复力：使振动物体返回平衡位置的力，它的方向总是 指向平衡位置； 全振动：振动物体往复运动一周后，一切运动量（速度、 位移、加速度、动量等）及回复力的大小和方向、动能、 势能等都跟开始时的完全一样，这就算是振动物体做了 一次全振动。
第4 页
高三年级
第7 页
高三年级
(２)、周期公式： T 2
l g
式中 为小球摆动的圆孤半径即摆长，量取时应从悬点量到 球心。g为当地重力加速度(受力复杂时有“等效重力加速度” 之说).
(３)、单摆的等时性：在小振幅摆动时，单摆的振动周期跟 振幅和振子的质量都无关。
第8 页
高三年级
２、弹簧振子：
F回 kx k是弹簧的劲度
第 14 页
高三年级
3．如图所示，弹簧振子在BC间作简谐运动，Ｏ为平衡位置，BC间 距离是10 cm ，从Ｂ到Ｃ运动时间是１s，则（D ） Ａ．从Ｏ→Ｃ→Ｏ振子完成一个全振动 Ｂ．振动周期是１s，振幅是10 cm Ｃ．经过两次全振动，通过的路程是20 cm Ｄ．从Ｂ开始经过５s，振子通过的路程是50 cm
第 12 页
A B
C
高三年级
专题一 简谐运动的基本概念
1. 做简谐运动的质点，当它每次通过同一位置时，可能不 同的物理量是（ B ） A. 位移 C.加速度 B. 速度 D. 回复力
第 13 页
高三年级
2．简谐运动属下列哪一种运动？（ D ） Ａ．匀速直线运动 Ｂ．匀变速直线运动 Ｃ．匀变速曲线运动 Ｄ．加速度改变的变速运动
三、两个重要模型 1、单摆：在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在 悬点上，如果细线的伸缩和质量可以忽略，球的直经 比线的长度短得多，这样的装置叫做单摆。
1 周期(T)和频率(f)： f T
回复力：使振动物体返回平衡位置的力，它的方向总是 指向平衡位置； 全振动：振动物体往复运动一周后，一切运动量（速度、 位移、加速度、动量等）及回复力的大小和方向、动能、 势能等都跟开始时的完全一样，这就算是振动物体做了 一次全振动。
第4 页
高三年级
第7 页
高三年级
(２)、周期公式： T 2
l g
式中 为小球摆动的圆孤半径即摆长，量取时应从悬点量到 球心。g为当地重力加速度(受力复杂时有“等效重力加速度” 之说).
(３)、单摆的等时性：在小振幅摆动时，单摆的振动周期跟 振幅和振子的质量都无关。
第8 页
高三年级
２、弹簧振子：
F回 kx k是弹簧的劲度
第 14 页
高三年级
3．如图所示，弹簧振子在BC间作简谐运动，Ｏ为平衡位置，BC间 距离是10 cm ，从Ｂ到Ｃ运动时间是１s，则（D ） Ａ．从Ｏ→Ｃ→Ｏ振子完成一个全振动 Ｂ．振动周期是１s，振幅是10 cm Ｃ．经过两次全振动，通过的路程是20 cm Ｄ．从Ｂ开始经过５s，振子通过的路程是50 cm
第 12 页
A B
C
高三年级
专题一 简谐运动的基本概念
1. 做简谐运动的质点，当它每次通过同一位置时，可能不 同的物理量是（ B ） A. 位移 C.加速度 B. 速度 D. 回复力
第 13 页
高三年级
2．简谐运动属下列哪一种运动？（ D ） Ａ．匀速直线运动 Ｂ．匀变速直线运动 Ｃ．匀变速曲线运动 Ｄ．加速度改变的变速运动
三、两个重要模型 1、单摆：在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在 悬点上，如果细线的伸缩和质量可以忽略，球的直经 比线的长度短得多，这样的装置叫做单摆。
高中物理 第11章 机械振动 11.1 简谐运动 新人教版选修3-4
整理ppt
(2)速度:描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。 在所建立的坐标轴(也称为“一维坐标系”)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。 (3)加速度:简谐运动物体的加速度a=- k x ,是变化的。
m
整理ppt
3.简谐运动的对称性: 如图所示,物体在A点和B点之间运动,O点为平衡位置,C 和D两点关于O点对称,则:
整理ppt
(1)时间的对称。 ①振动质点来回通过相同的两点间所用的时间相等,如 tDB=tBD。 ②质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段所用的 时间相等,图中tOB=tBO=tOA=tAO,tOD=tDO=tOC=tCO。
整理ppt
(2)速度的对称。 ①物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等, 方向相反。 ②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)的速度大 小相等,方向可能相同,也可能相反。
第十一章 机械振动 1 简谐运动
整理ppt
整理ppt
一、弹簧振子
1.弹簧振子模型:如图所示,如果球与杆 之间的_摩__擦__可以忽略,且弹簧的质量与 小球的质量相比也可以忽略,则该系统为_弹__簧__振__子__。 2.机械振动:振子在_平__衡__位__置__附近所做的往复运动。 3.平衡位置:振子原来_静__止__时的位置。 4.振子的位移:振子相对于_平__衡__位__置__的位移。
整理ppt
提示:不是弹簧振子;位移大小为OB线段的长度,位移方 向由O指向B。
整理ppt
【归纳总结】 1.对简谐运动的平衡位置的认识: (1)从物体受力特点看:物体在平衡位置所受合力不一 定为零,而是沿振动方向的合力为零。 (2)从速度角度看:平衡位置是振动中速度最大的位置。
(2)速度:描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。 在所建立的坐标轴(也称为“一维坐标系”)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。 (3)加速度:简谐运动物体的加速度a=- k x ,是变化的。
m
整理ppt
3.简谐运动的对称性: 如图所示,物体在A点和B点之间运动,O点为平衡位置,C 和D两点关于O点对称,则:
整理ppt
(1)时间的对称。 ①振动质点来回通过相同的两点间所用的时间相等,如 tDB=tBD。 ②质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段所用的 时间相等,图中tOB=tBO=tOA=tAO,tOD=tDO=tOC=tCO。
整理ppt
(2)速度的对称。 ①物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等, 方向相反。 ②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)的速度大 小相等,方向可能相同,也可能相反。
第十一章 机械振动 1 简谐运动
整理ppt
整理ppt
一、弹簧振子
1.弹簧振子模型:如图所示,如果球与杆 之间的_摩__擦__可以忽略,且弹簧的质量与 小球的质量相比也可以忽略,则该系统为_弹__簧__振__子__。 2.机械振动:振子在_平__衡__位__置__附近所做的往复运动。 3.平衡位置:振子原来_静__止__时的位置。 4.振子的位移:振子相对于_平__衡__位__置__的位移。
整理ppt
提示:不是弹簧振子;位移大小为OB线段的长度,位移方 向由O指向B。
整理ppt
【归纳总结】 1.对简谐运动的平衡位置的认识: (1)从物体受力特点看:物体在平衡位置所受合力不一 定为零,而是沿振动方向的合力为零。 (2)从速度角度看:平衡位置是振动中速度最大的位置。
(完整版)高中物理选修3-4第十一章机械振动复习ppt
振动位移x：由平衡位置指向振子所在处的有 向线段；
振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离；
2021/7/26
5
周期(T)和频率(f)：
f1 T
回复力：使振动物体返回平衡位置的力，它的方向总 是指向平衡位置；
全振动：振动物体往复运动一周后，一切运动量（速 度、位移、加速度、动量等）及回复力的大小和方向、 动能、势能等都跟开始时的完全一样，这就算是振动 物体做了一次全振动。
1. 做简谐运动的质点，当它每次通过同 一位置时，可能不同的物理量是（ B ）
A. 位移 C.加速度
B. 速度 D. 回复力
2021/7/26
15
2．简谐运动属下列哪一种运动？（ D ） Ａ．匀速直线运动 Ｂ．匀变速直线运动 Ｃ．匀变速曲线运动 Ｄ．加速度改变的变速运动
2021/7/26
16
3．如图所示，弹簧振子在BC间作简谐运动，Ｏ为平 衡位置，BC间距离是10 cm ，从Ｂ到Ｃ运动时间是１
2021/7/26
10
２、弹簧振子：
B
OC
F 回 k x k 是 弹 簧 的 劲 度
2021/7/26
11
四、简谐振动的图象 1.振动图象
(1)物理意义：表示振动物体的位移随时间变化 的规律.注意振动图像不是质点的运动轨迹.
(2)简谐振动的图象是一条余弦（或正弦） 曲线。
(3)作图：
以横轴表示 时间，纵轴
(完整版)高中物理选修3-4第十一章机械振动复习ppt
2021/7/26
1
机械振动复习
2021/7/26
2
复习目标: 1.掌握简谐运动,简谐运动的振幅,周期
和频率
2.掌握简谐运动的位移-时间图象 3.掌握在小偏角条件下单摆的简谐运动 且会应用简谐运动周期公式进行计算. 4.知道振动中的能量转化.
振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离；
2021/7/26
5
周期(T)和频率(f)：
f1 T
回复力：使振动物体返回平衡位置的力，它的方向总 是指向平衡位置；
全振动：振动物体往复运动一周后，一切运动量（速 度、位移、加速度、动量等）及回复力的大小和方向、 动能、势能等都跟开始时的完全一样，这就算是振动 物体做了一次全振动。
1. 做简谐运动的质点，当它每次通过同 一位置时，可能不同的物理量是（ B ）
A. 位移 C.加速度
B. 速度 D. 回复力
2021/7/26
15
2．简谐运动属下列哪一种运动？（ D ） Ａ．匀速直线运动 Ｂ．匀变速直线运动 Ｃ．匀变速曲线运动 Ｄ．加速度改变的变速运动
2021/7/26
16
3．如图所示，弹簧振子在BC间作简谐运动，Ｏ为平 衡位置，BC间距离是10 cm ，从Ｂ到Ｃ运动时间是１
2021/7/26
10
２、弹簧振子：
B
OC
F 回 k x k 是 弹 簧 的 劲 度
2021/7/26
11
四、简谐振动的图象 1.振动图象
(1)物理意义：表示振动物体的位移随时间变化 的规律.注意振动图像不是质点的运动轨迹.
(2)简谐振动的图象是一条余弦（或正弦） 曲线。
(3)作图：
以横轴表示 时间，纵轴
(完整版)高中物理选修3-4第十一章机械振动复习ppt
2021/7/26
1
机械振动复习
2021/7/26
2
复习目标: 1.掌握简谐运动,简谐运动的振幅,周期
和频率
2.掌握简谐运动的位移-时间图象 3.掌握在小偏角条件下单摆的简谐运动 且会应用简谐运动周期公式进行计算. 4.知道振动中的能量转化.
高中物理人教版(选修3-4)第十一章机械振动第一节简谐运动+课件(共20张PPT)
新课内容
三、弹簧振子的位移---时间图象（振动图像）
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。
三、弹簧振子的位移---时间图象（振动图像）
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。
17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/7/262021/7/262021/7/262021/7/26
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高中物理新人教版 选修３- 4系列课件
第十一章 《机械振动》
11.1《简谐运动》
教学目标
• • • •
• • • •
1．知识与技能： （1）了解什么是机械振动； （2）掌握简谐运动回复力的特征； （3）掌握从图形图象分析简谐振动位移随时间变化的规 律 （4）通过观察演示实验及课件，总结概括出弹簧振子运 动的特征，培养学生的观察、概括能力；通过相关物理量 变化规律的学习，培养分析、推理能力. 2．过程与方法： 渗透物理学方法的教育，运用理想化方法，突出主要因素， 忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧 振子在理想条件下的振动。 探究式教学法
x2 9a sin(8t ),它们的振幅之比是多少 ？ 2 它们的频率各是多少？ t 0时它们的相位差是多
A、B之间的相位差是 （
）
B
A
图示为某简谐运动的位移——时间图象。 根据图象写出该简谐运动的位移随时间 变化的关系式
11.3《简谐运动的 回复力和能量》
教学目标
• 一、知识目标 • 1.知道振幅越大，振动的能量(总机械能)越大；2. 对单摆，应能根据机械能守恒定律进行定量计算； 3.对水平的弹簧振子，应能定量地说明弹性势能 与动能的转化；4.知道简谐运动的回复力特点及 回复力的来源。5.知道在什么情况下可以把实际 发生的振动看作简谐运动。 • 二、能力目标 • 1.分析单摆和弹簧振子振动过程中能量的转 化情况，提高学生分析和解决问题的能力。2.通 过阻尼振动的实例分析，提高处理实际问题的能 力。
描述简谐运动的物理量
相位
位置
简谐运动的表达式
x A sin(t )
振幅 圆频率
2 T
初相位
相位
简谐运动的表达式
2 x A sin( t ) T
振幅 周期
初相位
相位
说一说
相位t 的单位应该是什么？
有两个简谐运动： x1 3a sin(4t )和 4
简谐运动是最简单、最基本的振动。
类似应用
绘制地震曲线的装置
五、简谐运动与匀速圆周运动的关系
小 结
1、机械振动：物体在平衡位置（中心位置） 两侧附近所做往复运动。通常简称为振动。 平衡位置：振子原来静止时的位置 2、弹簧振子理性化模型：不计阻力、弹簧的 质量与小球相比可以忽略。 3、简谐运动：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 。
BC
1.弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是：
ABD A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零 B．振子做减速运动，加速度却在增大 C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反 D．振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反
2.如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，O为平衡位置，
证明: 竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动
证明步骤： 1、找平衡位置 2、找回复力 3、找F=kx 4、找方向关系
证明:平衡状态时有:
mg=-kx0
当向下拉动x长度时弹簧所受的
合外力为
F=-k(x+x0)+mg =-kx-kx0+mg =-kx
(符合简谐运动的公式)
练习1:做简谐运动的物体，当位移为负 值时，以下说法正确的是 （ ）
弹 簧 振 子 的 再 研 究
弹簧振子的运动特点：
1、围绕着“一个中心”位置 对称性 2、偏离“平衡位置”有最大位移 3、在两点间“往复”运动
弹 簧 振 子 的 再 研 究
描述简谐运动的物理量 2、偏离“平衡位置”有最大位移
振幅
质点离开平衡位置的最大距离叫振幅
问题1、该弹簧振子的振幅多大 问题2、该弹簧振子到达A点时候 离O点的距离
周期的可能影响因素
弹 簧 振 子 的 再 研 究
周期的可能影响因素
如何测时间？
在什么位置测时间？
结论：周期大小与 振幅无关！
振动的周期就是指振动物体（ ） A 从任一位置出发又回到这个位置所用的时间 B 从一个最大偏移位置运动到另一个最大偏移 位置所用的时间 C 从某一位置出发又以同一运动方向回到这个 位置所用的时间 D 经历了两个振幅的时间 E 经历了四个振幅的时间
4、关于弹簧振子做简谐运动时的能 量，下列说法正确的有 （ ABC ）
A．等于在平衡位置时振子的动能 B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能 C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性 势能之和 D．位移越大振动能量也越大
5．如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（ ） A．t=0时，质点的位移、速度均为零 B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度 为负向最大 C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速 度为零 D．质点的振幅为5cm，周期为2s
1、质点离开平衡位置的最大位移？
2、1s末、4s末、10s末质点位置在哪里？ 3、1s末、6s末质点朝 哪个方向运动？ x/m
3
4、质点在6s末、14s 末的位移是多少？ O 5、质点在4s、16s内 通过的路程分别是多 -3 少？ 8 16
t/s
1、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（ A B ） A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cm B、1s到2s的时间内振子向平衡位置运动 C、2s时和3s时振子的位移相等，运动方向也 相同 D、振子在2s内完成一次往复性运动
方法二 拟合法:
在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐 标，把测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按 照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看 一看弹簧振子的位移——时间的关系可以用什么函 数表示。
四、简谐运动及其图象
1、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 动叫做简谐运动。 如：弹簧振子的运动。
10.3
17.7
20.0
第二个1/2周期：
时间 t(s)
6t
0
7t
0
8t
0
9t
0
10t
0
11t
0
12t
0
位移 20.0 x(m)
17.7
10.3
0.1
-10.1 -17.8 -20.0
横坐标：振动时间t 纵坐标：振子相对于平衡位置的位移
三、弹簧振子的位移——时间图象
2、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
10 5 0 -5 -10
课堂训练
x/cm
1 2 3 4 5 6 t/s
ห้องสมุดไป่ตู้
课堂训练
2、某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。 下列说法正确的是（ D ） A、第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反 B、第2s末振子相对于平衡位置的位移为-20cm C、第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同， 但瞬时速度方向相反 D、第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相 同，瞬时速度方向相反。
kx a m
6、 简谐运动中的各个物理量变化规律
A
O
B
A
F
F
O
B
A A－O O 向左最大 向左减小 0 x 向右增大 向右最大 0 v 0 F、a 向右最大 向右减小 动能 动能为0 动能增大 动能最大 势能 势能最大 势能减小 势能为0 总机 械能 不变
O－B B 向右增大 向右最大
向右减小
x/cm 20
0
-20
1
2
3
4
5
6
7 t/s
11.2《简谐运动 的描述》
教学目标
• 知识与能力 • 1、知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的 含义。2、了解初相和相位差的概念，理解相位的 物理意义。3、了解简谐运动位移方程中各量的物 理意义，能依据振动方程描绘振动图象。 • 教学重点:简谐运动的振幅、周期和频率的概念； 相位的物理意义。 • 教学难点: 1、振幅和位移的联系和区别、周期和 频率的联系和区别； 2、对全振动概念的理解， 对振动的快慢和振动物体运动的快慢的理解； 3、 相位的物理意义。
B
A．速度一定为正值，加速度一定为正值 B．速度不一定为正值，但加速度一定为正值 C．速度一定为负值，加速度一定为正值 D．速度不一定为负值，加速度一定为负值
2、在简谐运动中，振子每次经过同一位 置时，下列各组中描述振动的物理量总 是相同的是 （ BCD ） A．速度、加速度、动能 B．加速度、回复力和位移 C．加速度、动能和位移 D．位移、动能、回复力
秋千
弹簧振子
摆钟
这些运动的共同特点是什么？
一、机械振动
物体在平衡位置（中心位置）两侧 附近所做往复运动。通常简称为 振动。
平衡位置
振子原来静止时的位置
（一般情况下指物体在没 有振动时所处的位置）
判断下列物体的运动是否是机械振动：
K1
K2
二、弹簧振子——理想化模型
1、概念： 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。 2、理性化模型：
（1）不计阻力 （2）弹簧的质量与小球相比可以忽略。
三、弹簧振子的位移—时间图象
1、振子的位移x:都是相对于平衡位置的位移。
三、弹簧振子的位移——时间图象
1、频闪照片法
第一个1/2周期： 时间 t(s) 0 t
0
2t
0
3t
0
4t
0
5t
0
6t
0
位移 -20.0 -17.8 x(m）
-10.1
0.1
• 3．情感态度与价值观： • 通过对简谐运动的分析，使学生知道各物理量之 间的普遍联系. • 二．教学重点 难点 • 1．重点： • （1）什么是简谐运动. • （2）简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和 速度的变化规律. • （3）简谐运动中回复力的特点. • 2．难点： • 物体做简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、 速度的变化规律. • 三．教具与多媒体： • 钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、 气垫弹簧振子、微型气源
第十一章 《机械振动》
11.1《简谐运动》
教学目标
• • • •
• • • •
1．知识与技能： （1）了解什么是机械振动； （2）掌握简谐运动回复力的特征； （3）掌握从图形图象分析简谐振动位移随时间变化的规 律 （4）通过观察演示实验及课件，总结概括出弹簧振子运 动的特征，培养学生的观察、概括能力；通过相关物理量 变化规律的学习，培养分析、推理能力. 2．过程与方法： 渗透物理学方法的教育，运用理想化方法，突出主要因素， 忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧 振子在理想条件下的振动。 探究式教学法
x2 9a sin(8t ),它们的振幅之比是多少 ？ 2 它们的频率各是多少？ t 0时它们的相位差是多
A、B之间的相位差是 （
）
B
A
图示为某简谐运动的位移——时间图象。 根据图象写出该简谐运动的位移随时间 变化的关系式
11.3《简谐运动的 回复力和能量》
教学目标
• 一、知识目标 • 1.知道振幅越大，振动的能量(总机械能)越大；2. 对单摆，应能根据机械能守恒定律进行定量计算； 3.对水平的弹簧振子，应能定量地说明弹性势能 与动能的转化；4.知道简谐运动的回复力特点及 回复力的来源。5.知道在什么情况下可以把实际 发生的振动看作简谐运动。 • 二、能力目标 • 1.分析单摆和弹簧振子振动过程中能量的转 化情况，提高学生分析和解决问题的能力。2.通 过阻尼振动的实例分析，提高处理实际问题的能 力。
描述简谐运动的物理量
相位
位置
简谐运动的表达式
x A sin(t )
振幅 圆频率
2 T
初相位
相位
简谐运动的表达式
2 x A sin( t ) T
振幅 周期
初相位
相位
说一说
相位t 的单位应该是什么？
有两个简谐运动： x1 3a sin(4t )和 4
简谐运动是最简单、最基本的振动。
类似应用
绘制地震曲线的装置
五、简谐运动与匀速圆周运动的关系
小 结
1、机械振动：物体在平衡位置（中心位置） 两侧附近所做往复运动。通常简称为振动。 平衡位置：振子原来静止时的位置 2、弹簧振子理性化模型：不计阻力、弹簧的 质量与小球相比可以忽略。 3、简谐运动：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 。
BC
1.弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是：
ABD A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零 B．振子做减速运动，加速度却在增大 C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反 D．振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反
2.如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，O为平衡位置，
证明: 竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动
证明步骤： 1、找平衡位置 2、找回复力 3、找F=kx 4、找方向关系
证明:平衡状态时有:
mg=-kx0
当向下拉动x长度时弹簧所受的
合外力为
F=-k(x+x0)+mg =-kx-kx0+mg =-kx
(符合简谐运动的公式)
练习1:做简谐运动的物体，当位移为负 值时，以下说法正确的是 （ ）
弹 簧 振 子 的 再 研 究
弹簧振子的运动特点：
1、围绕着“一个中心”位置 对称性 2、偏离“平衡位置”有最大位移 3、在两点间“往复”运动
弹 簧 振 子 的 再 研 究
描述简谐运动的物理量 2、偏离“平衡位置”有最大位移
振幅
质点离开平衡位置的最大距离叫振幅
问题1、该弹簧振子的振幅多大 问题2、该弹簧振子到达A点时候 离O点的距离
周期的可能影响因素
弹 簧 振 子 的 再 研 究
周期的可能影响因素
如何测时间？
在什么位置测时间？
结论：周期大小与 振幅无关！
振动的周期就是指振动物体（ ） A 从任一位置出发又回到这个位置所用的时间 B 从一个最大偏移位置运动到另一个最大偏移 位置所用的时间 C 从某一位置出发又以同一运动方向回到这个 位置所用的时间 D 经历了两个振幅的时间 E 经历了四个振幅的时间
4、关于弹簧振子做简谐运动时的能 量，下列说法正确的有 （ ABC ）
A．等于在平衡位置时振子的动能 B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能 C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性 势能之和 D．位移越大振动能量也越大
5．如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（ ） A．t=0时，质点的位移、速度均为零 B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度 为负向最大 C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速 度为零 D．质点的振幅为5cm，周期为2s
1、质点离开平衡位置的最大位移？
2、1s末、4s末、10s末质点位置在哪里？ 3、1s末、6s末质点朝 哪个方向运动？ x/m
3
4、质点在6s末、14s 末的位移是多少？ O 5、质点在4s、16s内 通过的路程分别是多 -3 少？ 8 16
t/s
1、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（ A B ） A、振子偏离平衡位置的最大距离为10cm B、1s到2s的时间内振子向平衡位置运动 C、2s时和3s时振子的位移相等，运动方向也 相同 D、振子在2s内完成一次往复性运动
方法二 拟合法:
在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐 标，把测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按 照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看 一看弹簧振子的位移——时间的关系可以用什么函 数表示。
四、简谐运动及其图象
1、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 动叫做简谐运动。 如：弹簧振子的运动。
10.3
17.7
20.0
第二个1/2周期：
时间 t(s)
6t
0
7t
0
8t
0
9t
0
10t
0
11t
0
12t
0
位移 20.0 x(m)
17.7
10.3
0.1
-10.1 -17.8 -20.0
横坐标：振动时间t 纵坐标：振子相对于平衡位置的位移
三、弹簧振子的位移——时间图象
2、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
10 5 0 -5 -10
课堂训练
x/cm
1 2 3 4 5 6 t/s
ห้องสมุดไป่ตู้
课堂训练
2、某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。 下列说法正确的是（ D ） A、第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反 B、第2s末振子相对于平衡位置的位移为-20cm C、第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同， 但瞬时速度方向相反 D、第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相 同，瞬时速度方向相反。
kx a m
6、 简谐运动中的各个物理量变化规律
A
O
B
A
F
F
O
B
A A－O O 向左最大 向左减小 0 x 向右增大 向右最大 0 v 0 F、a 向右最大 向右减小 动能 动能为0 动能增大 动能最大 势能 势能最大 势能减小 势能为0 总机 械能 不变
O－B B 向右增大 向右最大
向右减小
x/cm 20
0
-20
1
2
3
4
5
6
7 t/s
11.2《简谐运动 的描述》
教学目标
• 知识与能力 • 1、知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的 含义。2、了解初相和相位差的概念，理解相位的 物理意义。3、了解简谐运动位移方程中各量的物 理意义，能依据振动方程描绘振动图象。 • 教学重点:简谐运动的振幅、周期和频率的概念； 相位的物理意义。 • 教学难点: 1、振幅和位移的联系和区别、周期和 频率的联系和区别； 2、对全振动概念的理解， 对振动的快慢和振动物体运动的快慢的理解； 3、 相位的物理意义。
B
A．速度一定为正值，加速度一定为正值 B．速度不一定为正值，但加速度一定为正值 C．速度一定为负值，加速度一定为正值 D．速度不一定为负值，加速度一定为负值
2、在简谐运动中，振子每次经过同一位 置时，下列各组中描述振动的物理量总 是相同的是 （ BCD ） A．速度、加速度、动能 B．加速度、回复力和位移 C．加速度、动能和位移 D．位移、动能、回复力
秋千
弹簧振子
摆钟
这些运动的共同特点是什么？
一、机械振动
物体在平衡位置（中心位置）两侧 附近所做往复运动。通常简称为 振动。
平衡位置
振子原来静止时的位置
（一般情况下指物体在没 有振动时所处的位置）
判断下列物体的运动是否是机械振动：
K1
K2
二、弹簧振子——理想化模型
1、概念： 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。 2、理性化模型：
（1）不计阻力 （2）弹簧的质量与小球相比可以忽略。
三、弹簧振子的位移—时间图象
1、振子的位移x:都是相对于平衡位置的位移。
三、弹簧振子的位移——时间图象
1、频闪照片法
第一个1/2周期： 时间 t(s) 0 t
0
2t
0
3t
0
4t
0
5t
0
6t
0
位移 -20.0 -17.8 x(m）
-10.1
0.1
• 3．情感态度与价值观： • 通过对简谐运动的分析，使学生知道各物理量之 间的普遍联系. • 二．教学重点 难点 • 1．重点： • （1）什么是简谐运动. • （2）简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和 速度的变化规律. • （3）简谐运动中回复力的特点. • 2．难点： • 物体做简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、 速度的变化规律. • 三．教具与多媒体： • 钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、 气垫弹簧振子、微型气源