人教版高中物理选修简谐运动
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简谐运动
教学目标
认识弹簧振子
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 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
教学重点
简谐运动的概念 简谐运动过程中的位移、加速度和速度的变化规律 简谐运动的位移时间图像
教学难点
简谐运动过程中的位移、加速度和速度的变化规律 简谐运动的位移时间图像
地震是大地的剧烈振动
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT) 人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
小朋友坐在木马上来回摇摆
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT) 人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
枝头上的小鸟飞离枝头时， 树枝会发生颤动
钟摆的摆动
水中浮标的上下浮动
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT) 人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
担物行走时扁担下物体的颤动
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT) 人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
弹簧振子的位移随时间变化规律
位移随时间的变化规律 振子的位移x都是相对于平衡位置的位移，以平衡位置为坐标原点O，沿 振动方向建立坐标轴。规定在O点右边时位移为正，在左边时位移为负。
弹簧振子的位移随时间变化规律
描点作图法 第一个1/2周期：
时间t(s) 位移x(m) -20.0 -17.8
第二个1/2周期：
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
机械振动
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）
物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做的往复运动，叫 机械振动。简称振动。
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
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如：弹簧振子的运动。 简谐运动是最简单、最基本的振动。
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简谐运动
简谐运动实例
音叉叉股上各点的 振动是简谐运动
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弹簧片上各点的振 动是简谐运动
摆锤上各点的振动 是简谐运动
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弹簧振子的位移随时间变化规律
上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？
方法一 验证法:
假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它的振幅和周期，写出对应的表达 式，然后在曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的 横坐标和纵坐标，代入所写出的正弦函数表达式中进行检验，看一看 这条曲线是否真的是一条正弦曲线。
简谐运动记录方法的应用
上述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。
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绘制地震曲 线的装置
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树梢在微风中的摇摆
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT) 人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
荡秋千
Βιβλιοθήκη Baidu
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一切发声的物体都在振动
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简谐运动是最简单、最基本的振动。
下面我们就来一起研究简谐运 动的运动学物理量有怎样的变 化规律
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-10.1
时间t(s) 位移x(m) 20.0
17.7
10.3
0
0.1
10.3
17.7
20.0
0.1 -10.1 -17.8 -20.0
弹簧振子的位移随时间变化规律
描点作图法
余弦曲线
横坐标：振动时间t 纵坐标：振子相对于平衡位置的位移
弹簧振子的位移随时间变化规律
描图记录法
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。
把小球拉向右方，然后放开，它就左右运动起来。
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什么是简谐运动
知道弹簧振子的结构与特性 理解简谐运动的定义
弹簧振子
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。
理想化模型： ①不计阻力 ②弹簧的质量与小球相比可以忽略。 振子的运动是怎样一种运动呢？
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机械振动
这些运动的共同特点是什么？
①围绕着“中心”位置 “中心”意味着具有“对称性” 也称这中心为平衡位置
②“往复”运动
“往复”意味着具有“周期性” 知道一次完整的运动情况可推之 后的运动情况
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机械振动
判断下列物体的运动是否是机械振动
小球在竖直面内的摆动 小球在两光滑斜面上的滚动
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小球在两弹簧作用下的 左右运动
小球在桌面上的反弹
小球在竖直弹簧作 用下的上下运动
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把一个有孔的小球装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的 杆上，能够自由滑动，两者之间的摩擦可以忽略，弹簧的质量与小球相比 也可以忽略。
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。
正弦曲线
简谐运动
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。
教学目标
认识弹簧振子
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 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
教学重点
简谐运动的概念 简谐运动过程中的位移、加速度和速度的变化规律 简谐运动的位移时间图像
教学难点
简谐运动过程中的位移、加速度和速度的变化规律 简谐运动的位移时间图像
地震是大地的剧烈振动
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枝头上的小鸟飞离枝头时， 树枝会发生颤动
钟摆的摆动
水中浮标的上下浮动
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弹簧振子的位移随时间变化规律
位移随时间的变化规律 振子的位移x都是相对于平衡位置的位移，以平衡位置为坐标原点O，沿 振动方向建立坐标轴。规定在O点右边时位移为正，在左边时位移为负。
弹簧振子的位移随时间变化规律
描点作图法 第一个1/2周期：
时间t(s) 位移x(m) -20.0 -17.8
第二个1/2周期：
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
机械振动
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）
物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做的往复运动，叫 机械振动。简称振动。
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
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如：弹簧振子的运动。 简谐运动是最简单、最基本的振动。
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简谐运动
简谐运动实例
音叉叉股上各点的 振动是简谐运动
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弹簧片上各点的振 动是简谐运动
摆锤上各点的振动 是简谐运动
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
弹簧振子的位移随时间变化规律
上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？
方法一 验证法:
假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它的振幅和周期，写出对应的表达 式，然后在曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的 横坐标和纵坐标，代入所写出的正弦函数表达式中进行检验，看一看 这条曲线是否真的是一条正弦曲线。
简谐运动记录方法的应用
上述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。
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
绘制地震曲 线的装置
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT) 人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
树梢在微风中的摇摆
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一切发声的物体都在振动
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简谐运动是最简单、最基本的振动。
下面我们就来一起研究简谐运 动的运动学物理量有怎样的变 化规律
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-10.1
时间t(s) 位移x(m) 20.0
17.7
10.3
0
0.1
10.3
17.7
20.0
0.1 -10.1 -17.8 -20.0
弹簧振子的位移随时间变化规律
描点作图法
余弦曲线
横坐标：振动时间t 纵坐标：振子相对于平衡位置的位移
弹簧振子的位移随时间变化规律
描图记录法
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。
把小球拉向右方，然后放开，它就左右运动起来。
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
什么是简谐运动
知道弹簧振子的结构与特性 理解简谐运动的定义
弹簧振子
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。
理想化模型： ①不计阻力 ②弹簧的质量与小球相比可以忽略。 振子的运动是怎样一种运动呢？
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
机械振动
这些运动的共同特点是什么？
①围绕着“中心”位置 “中心”意味着具有“对称性” 也称这中心为平衡位置
②“往复”运动
“往复”意味着具有“周期性” 知道一次完整的运动情况可推之 后的运动情况
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
机械振动
判断下列物体的运动是否是机械振动
小球在竖直面内的摆动 小球在两光滑斜面上的滚动
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
小球在两弹簧作用下的 左右运动
小球在桌面上的反弹
小球在竖直弹簧作 用下的上下运动
人教版高中物理选修3-4 11.1简谐运动(共42张PPT)
把一个有孔的小球装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的 杆上，能够自由滑动，两者之间的摩擦可以忽略，弹簧的质量与小球相比 也可以忽略。
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。
正弦曲线
简谐运动
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。