【人教版】简谐运动教学课件1
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人教版《简谐运动》课件人教版
再从A点运动到C点时,振子离开平衡位置的位移是 ( )
A.大小为OC,方向向左
答案：B
B.大小为OC,方向向右
C.大小为AC,方向向左
D.大小为AC,方向向右
思考：如图所示的弹簧振子中，把小球拉向右方，然后 放开，小球将如何运动？它的运动有什么特点？
三、弹簧振子的位移—时间图像
我们以小球的平衡位置为坐标原点 O，沿 着它的振动方向建立坐标轴，规定水平向 右为正方向。M、M'分别为振子的正负方 向的最大位移处。
例1．(多选)下列运动中属于机械振动的是( )A．小 鸟飞走后树枝的运动B．爆炸声引起窗子上玻璃的运动 C．匀速圆周运动D．竖直向上抛出的物体的运动
解析：物体在平衡位置附近所做的往复运动是机械振动，A、B正 确；圆周运动和竖直上抛运动不是机械振动．
答案：AB
1.振子模型：
二、弹簧振子——理想化模型
例2.关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法正确的是( 答案：B )A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置B．机械振动的位移总 是以平衡位置为起点的位移C．机械振动的物体运动的路程越大， 发生的位移也越大D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置 最远时的位移
解析：
例3.如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,当振子m离开O点,
1.建立坐标系: 坐标原点0－－平衡位置 横坐标t－－振动时间 纵坐标x－－振子偏离平衡位置的位移
规定在0点右边时位移为正，左边时位移为负。
2.图像绘制方法: 可用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子 的运动录像，得到分帧照片，依次排列 得到图象。
(2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关． （1） 完成动手动脑学物理的三道题。并根据科学世界的知识测一测爷爷奶奶老花镜的焦距，计算度数。 (1)定义：力和力的作用时间的乘积． (1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”． 教学过程： ③光先传播到的事件先发生，光后传播到的事件后发生． [师]运动有快有慢，怎样描述物体运动的快慢呢? (3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动． 以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有 绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被撞了回来，如图所示． [生]看看他们谁跑在最前面，跑在最前面的人跑的路程最长，而时间一样． [生]有．它们有的在天上飞，有的在地上爬．
物理人教版(2019)选择性必修第一册2.1简谐运动(共23张ppt)
课堂练习
例2：是某质点做简谐运动的振动图像。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？ 10cm
负方向运动
(2)在1.5s和2.5s这两个时刻，质点的位置在哪里？质点向哪个方向运动？
(3)质点相对于平衡位置的位移方向在哪些时间内跟它的瞬时速度的方向相
同？在哪些时间内跟瞬时速度的方向相反？
可推知，振子（ BCD ）
A．在t1和t3时刻具有相同的速度 B．在t3和t4时刻具有相同的速度 C．在t4和t6时刻具有相同的位移
D．在t1和t6时刻具有相同的速度
根据图像的对称性在t3和t4时刻具有相同的斜率，在t1和t6时刻 也具有相同的斜率.
四、简谐运动
x
0
①拟合法
t
x=Asin（ωt+φ）
第1s内和第3s内
(4）质点在第2s末的位移是多少？ 0
第2s内和第4s内
(5)质点在前2s内运动的路程是多少？ 20cm
(2)都在距离平衡位置约7cm处，分别位于平
衡位置两侧。
简谐运动
弹簧振子
定义 运动特点
弹簧振子的 位移—时间图像
结合图像分析 弹簧振子的运动
简谐运动
振动图像是一条 正弦曲线
练习
-A
A
思考与讨论
如图所示是某质点做机械振动的振动图象，根据
图象中的信息 ，回答下列问题：
质点在第2s末的位移是多少？零 质点在第2s内的位移是多少？-10cm
第2s内
前4s内的路程和平均速度各为多少？
s＝10+10+10+10 cm＝40 cm
x＝0 cm
课堂练习
例1:如图所示是一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像（x－t图像），由图
高中物理人教版(2019)选择性必修第一册 第二章机械振动第1节简谐运动课件
从获得的弹簧振子的 x-t 图像（图 3）可以看出，小球位移与时间的关系似乎可以用正 弦函数来表示。是不是这样呢？还需要进行深入的研究。
图3 振动图像 如何确定弹簧振子中小球的位移与时间的关系是否遵从正弦函数的规律？
三、简谐运动
1.定义：如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x－t图像) 是一条正弦曲线，这样的振动叫作简谐运动。 2.特点：①简谐运动是最基本、最简单的振动。 ②简谐运动的位移随时间按正弦规律变化，所以它不是匀变速运动，是变力作用下的变 加速运动。
谢谢！
1．简谐运动的位移 位移的表示方法：以平衡位置为坐标原点，以振动所在的直线为坐标轴，规定正方向， 则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示．
2．简谐运动的速度 (1)物理含义：速度是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 “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． (2)特点：如图所示为一简谐运动的模型，振子在O点速度最大，在A、B两点速度为零．
例 关于简谐运动，下列说法中正确的是（A ） A.弹簧振子的运动是简谐运动 B.简谐运动就是指弹簧振子的运动 C.简谐运动是匀变速运动 D.简谐运动是机械运动中最简单、最基本的一种
例 ［多选］下图表示一简谐运动的图像，下列说法正确的是（BC ） A. t1时刻振子正通过平衡位置向x轴正方向运动 B. t2时刻振子位于负最大位移处 C. t3时刻振子速度最大，加速度为零 D.该图像是从平衡位置开始计时画出的
机械振动
1.定义：物体(或物体的一部分)总是在某一位置附近的往复运动，叫机械振动， 简称振动。 2.特征： 第一，有一个“中心位置”，即平衡位置，也是振动物体静止时的位置； 第二，运动具有往复性。
物理人教版(2019)选择性必修第一册2.2简谐运动的描述(共33张ppt)
x Asint
月相：不同的月相可以 表示月亮处于不同的状 态，可以反映出月亮处 于不同的位置，月相随 时间的变化规律可以反 映处月亮位置随时间变 化的规律
把简谐运动等效为一个圆周 运动，物体在不同位置所对 应的相位实际上是圆周运动 的“相位角”
月相变 化本质 上也是 角度的 变化
如图所示，并列悬挂两个相同的弹簧振子，分别将小球A、小球B向下 拉至P、Q位置，此时两球离开平衡位置的距离分别为x和1.5x（均在 弹簧弹性限度范围内）。先把小球A由静止释放，当A第一次到达平衡 位置时，由静止释放小球B，则（ ） A．小球A到达最高点时，小球B还没有到达平衡位置 B．在平衡位置时，小球A与小球B的动能相等 C．运动过程中，小球A和小球B的速度不可能相等 D．小球B比小球A总是滞后四分之一个周期
某同学看到一只鸟落在树上树枝上的P处，树枝
在10s内上下振动了6次，鸟飞走后他把50g的砝码
挂在P处，发现树枝上下振动了12次，换成500g
的砝码后，他发现树枝在15s内上下振动了6次，
你估计鸟的质量最接近于（B ）
A.50g B.200g C.500g
D.600g
3.相位
描述周期性运动的物体在各个时刻所处 状态的物理量.
T
x Asin 2 t
T
弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，
BC相距20cm，某时刻振子处于B点，经过0.5s，首次到达
C，则下列说法正正确的是（ C）
A.振幅为20cm B.振子的周期为2s C.振子5s内的路程为200cm D.振子在3s内的位移为120cm
一个质点做简谐振动的图像如图所示，下列判断中正确 的是（ ） A．在t＝4×10－2s时，质点速度达到最大值 B．振幅为2×10－3m，频率为50Hz C．质点在0到1×10－2s的时间内，其速度和加速度方向 相同 D．该简谐振动的方程为x＝0.2cos（50πt）cm
月相：不同的月相可以 表示月亮处于不同的状 态，可以反映出月亮处 于不同的位置，月相随 时间的变化规律可以反 映处月亮位置随时间变 化的规律
把简谐运动等效为一个圆周 运动，物体在不同位置所对 应的相位实际上是圆周运动 的“相位角”
月相变 化本质 上也是 角度的 变化
如图所示，并列悬挂两个相同的弹簧振子，分别将小球A、小球B向下 拉至P、Q位置，此时两球离开平衡位置的距离分别为x和1.5x（均在 弹簧弹性限度范围内）。先把小球A由静止释放，当A第一次到达平衡 位置时，由静止释放小球B，则（ ） A．小球A到达最高点时，小球B还没有到达平衡位置 B．在平衡位置时，小球A与小球B的动能相等 C．运动过程中，小球A和小球B的速度不可能相等 D．小球B比小球A总是滞后四分之一个周期
某同学看到一只鸟落在树上树枝上的P处，树枝
在10s内上下振动了6次，鸟飞走后他把50g的砝码
挂在P处，发现树枝上下振动了12次，换成500g
的砝码后，他发现树枝在15s内上下振动了6次，
你估计鸟的质量最接近于（B ）
A.50g B.200g C.500g
D.600g
3.相位
描述周期性运动的物体在各个时刻所处 状态的物理量.
T
x Asin 2 t
T
弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，
BC相距20cm，某时刻振子处于B点，经过0.5s，首次到达
C，则下列说法正正确的是（ C）
A.振幅为20cm B.振子的周期为2s C.振子5s内的路程为200cm D.振子在3s内的位移为120cm
一个质点做简谐振动的图像如图所示，下列判断中正确 的是（ ） A．在t＝4×10－2s时，质点速度达到最大值 B．振幅为2×10－3m，频率为50Hz C．质点在0到1×10－2s的时间内，其速度和加速度方向 相同 D．该简谐振动的方程为x＝0.2cos（50πt）cm
[人教版]简谐运动PPT优秀课件1
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考点二 简谐运动的能量
1．简谐运动的能量 弹簧振子的振动过程是一个动能和势能不断转化的过程． 如下图所示，水平弹簧振子在 AB 之间往复运动，它在一个 周期内的能量转化过程：
A→O 弹力做正功，弹性势能转化为动能； O→B 弹力做负功，动能转化为弹性势能； B→O 弹力做正功，弹性势能转化为动能； O→A 弹力做负功，动能转化为弹性势能．
2．简谐运动的回复力 简谐运动中回复力满足 F＝－kx，即回复力的大小与位移大 小成正比，方向与位移方向相反．在平衡位置处，回复力为零．
3．对简谐运动回复力的理解 (1)“负号”表示回复力的方向与位移方向始终相反． (2)式中“k”对于在水平方向运动的弹簧振子来说，当回复力 由弹簧的弹力提供时，k 为弹簧的劲度系数，其值为回复力 F 的 大小与位移 x 的比例系数．其单位是由 F 和 x 的单位决定的， 即为 N/m. (3)公式反映出了回复力 F 与位移之间的正比关系，位移越 大，回复力越大；位移增大为原来的几倍，回复力也增大为原 来的几倍．
如下图所示，对做简谐运动的弹簧振子 m 的受力分析，正 确的是( A )
A．重力、支持力、弹簧的弹力 B．重力、支持力、弹簧的弹力、回复力 C．重力、支持力、回复力、摩擦力 D．重力、支持力、摩擦力
解析：回复力不是做简谐运动物体受到的具体的力，它由 物体受到的具体的力所提供．在此情景中弹簧的弹力充当回复 力，因此只有能，也可以是重力势 能和弹性势能之和如沿竖直方向振动的弹簧振子，我们规定以 平衡位置为零势能位置.
2．关于简谐运动能量的理解 (1)若不考虑阻力，弹簧振子在振动过程中只有弹力做功， 故在任意时刻的动能与势能之和不变，即机械能守恒． (2)简谐运动中的能量跟振幅有关，振幅越大，振动的能量 越大． 在简谐运动中，振动的能量保持不变，所以振幅保持不变， 因此简谐运动又称等幅振动，只要没有能量损耗，它将永不停 息地振动下去．
物理人教版(2019)选择性必修第一册2.1简谐运动(共31张ppt)
x
t /s
横向
纵向
图像的获取方式
方法一：手动描图法
以小球的平衡位置为坐标原 点，规定水平向右为正方向 ，横轴为时间 t，纵轴为位移 x。在坐标系中标出各时刻小 球球心的位移，用曲线将其 连接在一起，得到振动图像 ，如图所示：
图像的获取方式
方法二：频闪照相法
因为摄像底片做匀速运动，底片 运动的距离与时间成正比。因此， 可用底片运动的距离代表时间轴， 振子的频闪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。
t
0
x
底 片 匀 速 运 动 方 向
方法三：用传感器和计算机描绘图像
结论：
弹簧振子的振动图像是一条 正弦曲线.
五、简谐运动及其图像 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。
2、图象意义:表示一个振子不同时刻所在的位置或者 一个振子位移随时间的变化规律。
这些运动的共同特点
①围绕着“中心”位置
②“往复”运动
“中心”意味着具有“对称性” “往复”意味着具有“周期性”
也称之为平衡位置
ห้องสมุดไป่ตู้
知道一次完整的运动情况可推之 后的运动情况
一、机械振动 1.定义：物体或物体的一部分在某个位置附近的往复运动称为机械振动 ， 简称振动。
2.特征： (1)有一个“中心位置”（振动物体静止时的位置）； (2)运动具有往复性。
O 【分析】
（1）小球在回到O点前，做什么运动？
O
（2）小球在回到O点时，小球做受力情况如何？速度如何？
O
（3）小球在回到O点向左运动后将做什么运动？
t /s
横向
纵向
图像的获取方式
方法一：手动描图法
以小球的平衡位置为坐标原 点，规定水平向右为正方向 ，横轴为时间 t，纵轴为位移 x。在坐标系中标出各时刻小 球球心的位移，用曲线将其 连接在一起，得到振动图像 ，如图所示：
图像的获取方式
方法二：频闪照相法
因为摄像底片做匀速运动，底片 运动的距离与时间成正比。因此， 可用底片运动的距离代表时间轴， 振子的频闪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。
t
0
x
底 片 匀 速 运 动 方 向
方法三：用传感器和计算机描绘图像
结论：
弹簧振子的振动图像是一条 正弦曲线.
五、简谐运动及其图像 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。
2、图象意义:表示一个振子不同时刻所在的位置或者 一个振子位移随时间的变化规律。
这些运动的共同特点
①围绕着“中心”位置
②“往复”运动
“中心”意味着具有“对称性” “往复”意味着具有“周期性”
也称之为平衡位置
ห้องสมุดไป่ตู้
知道一次完整的运动情况可推之 后的运动情况
一、机械振动 1.定义：物体或物体的一部分在某个位置附近的往复运动称为机械振动 ， 简称振动。
2.特征： (1)有一个“中心位置”（振动物体静止时的位置）； (2)运动具有往复性。
O 【分析】
（1）小球在回到O点前，做什么运动？
O
（2）小球在回到O点时，小球做受力情况如何？速度如何？
O
（3）小球在回到O点向左运动后将做什么运动？
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提示：小球做往复运动，其运动具有周期性和对称性．其 位移随时间周期性变化，其加速度、速度也随时间周期性变化．
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提示：不对，因为振动图象不是运动轨迹，而是振子相对 于平衡位置的位移随时间的变化规律，如图所示，水平方向的 弹簧振子振动时，振子在 A′—O—A 之间往复运动，则其运动 轨迹是线段 A′A.
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弹簧振子是小球和弹簧所组成的系统的名称，但有时也把 其中的小球称为弹簧振子或简称振子.
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(2)弹簧振子的特点 质 弹簧质量比小球质量小得多，可以认为 量 质量只集中于振子(小球)上 体 弹簧振子中与弹簧相连的小球的体积要 积 足够小，可以认为小球是一个质点 阻 在振子振动过程中，忽略弹簧与小球受 力 到的各种阻力
二、简谐运动及其图象 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．简谐运动是最简单、最基本的 振动．弹簧振子的振动就 是 简谐运动．
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2-1简谐运动(教学课件)人教版(2019)物理选择性必修第一册 第二章 机械振动
平衡位置运动,所以其位移在减小,故D错误。
【例8】(x-t图像的应用)下图是某质点做简谐运动的
振动图像,根据图像中的信息,回答下列问题: (1)质点在第2 s末的位移是多少? (2)质点振动过程中的最大位移是多少? (3)在前4 s内,质点经过的路程是多少? 答案:(1)0 (2)10 cm (3)40 cm
四、弹簧振子的位移—时间图像
3．物理意义：反映了振子的位移随时间的变化规律。
四、弹簧振子的位移—时间图像
五、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。
2、图象意义:表示一个振子不同时刻所在的位置 或者一个振子位移随时间的变化规律。
➢物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振 动，简称振动。
一、机械振动
1、定义：物体在平衡位置附近的往复运动。
2、特点： （1）平衡位置——“对称性”。
振动停止时物体所在的位置 （2）往复运动——“周期性”
这些运动的共同特点是什么？
（1）、围绕着“中心”位置
（2）、“往复”运动
二、简谐运动
1. 理想模型--- 弹簧振子 振子以O点为中心在水平杆方向做往复运动．
解析:(1)由x-t图像可以读出2 s 末质点的位移为0。
(2)质点的最大位移在前4 s里发生在1 s末和3 s末,位移大小为10 cm。 (3)前4 s,质点先朝正方向运动了距离为10 cm的一个来回,又在负方向上
运动了距离为10 cm的一个来回,故总路程为40 cm。
【例9】（多选）下列说法中正确的是( AD ) A. 弹簧振子的运动是简谐运动 B. 简谐运动就是指弹簧振子的运动 C. 简谐运动是匀变速运动 D. 简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种
【例8】(x-t图像的应用)下图是某质点做简谐运动的
振动图像,根据图像中的信息,回答下列问题: (1)质点在第2 s末的位移是多少? (2)质点振动过程中的最大位移是多少? (3)在前4 s内,质点经过的路程是多少? 答案:(1)0 (2)10 cm (3)40 cm
四、弹簧振子的位移—时间图像
3．物理意义：反映了振子的位移随时间的变化规律。
四、弹簧振子的位移—时间图像
五、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。
2、图象意义:表示一个振子不同时刻所在的位置 或者一个振子位移随时间的变化规律。
➢物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振 动，简称振动。
一、机械振动
1、定义：物体在平衡位置附近的往复运动。
2、特点： （1）平衡位置——“对称性”。
振动停止时物体所在的位置 （2）往复运动——“周期性”
这些运动的共同特点是什么？
（1）、围绕着“中心”位置
（2）、“往复”运动
二、简谐运动
1. 理想模型--- 弹簧振子 振子以O点为中心在水平杆方向做往复运动．
解析:(1)由x-t图像可以读出2 s 末质点的位移为0。
(2)质点的最大位移在前4 s里发生在1 s末和3 s末,位移大小为10 cm。 (3)前4 s,质点先朝正方向运动了距离为10 cm的一个来回,又在负方向上
运动了距离为10 cm的一个来回,故总路程为40 cm。
【例9】（多选）下列说法中正确的是( AD ) A. 弹簧振子的运动是简谐运动 B. 简谐运动就是指弹簧振子的运动 C. 简谐运动是匀变速运动 D. 简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种
人教版物理高中选择性必修1第二章第1节 简谐运动PPT教学课件
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
1 简谐运动
必备知识 清单破
知识点 1 | 近机械振动
1.概念 物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动,简称振动。
2.特征 (1)存在平衡位置,即振动物体静止时的位置; (2)运动具有往复性,即周期性。
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
关键能力 定点破
定点 | 简谐运动规律的理解 1.简谐运动的位移
简谐运动的位移是相对于平衡位置而言的,位移的方向都是背离平衡位置的。 2.简谐运动的速度 (1)质点在平衡位置处位移为零而速度最大,在最大位移处速度为零。 (2)简谐运动中,质点的速度大小与位移大小有关,位移越大,速度越小。 (3)质点的速度方向与位移方向无关,如质点通过同一位置,其位移的方向是一定的,而速度 方向却有两种可能。 (4)速度的正负号表示质点的运动方向与正方向相同或相反。
(1)质点经过同一点(如C点)时,位移和加速度均相同;(2)质点经过关于O点对称的 两点(如C点与D点)时,位移与加速度均大小相等,方向相反
动能、势能、机 (1)质点经过同一点(如D点)时,动能、势能、机械能均相等; 械能的对称性 (2)质点经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时,动能、势能、机械能均相等
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
典例 如图甲所示,物块与轻质弹簧组成的弹簧振子,在竖直方向上做简谐运动。取竖直向 上为正方向,该弹簧振子的振动图像如图乙所示,则 ( )
A.t=2 s时【1】,物块向上运动 B.t=2 s到t=3 s过程中【2】,物块的速度增大 C.t=0.5 s和t=1.5 s时【3】,物块的加速度相同 D.t=0.5 s和t=1.5 s时,物块的速度相同
第二章 机械振动
1 简谐运动
必备知识 清单破
知识点 1 | 近机械振动
1.概念 物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动,简称振动。
2.特征 (1)存在平衡位置,即振动物体静止时的位置; (2)运动具有往复性,即周期性。
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
关键能力 定点破
定点 | 简谐运动规律的理解 1.简谐运动的位移
简谐运动的位移是相对于平衡位置而言的,位移的方向都是背离平衡位置的。 2.简谐运动的速度 (1)质点在平衡位置处位移为零而速度最大,在最大位移处速度为零。 (2)简谐运动中,质点的速度大小与位移大小有关,位移越大,速度越小。 (3)质点的速度方向与位移方向无关,如质点通过同一位置,其位移的方向是一定的,而速度 方向却有两种可能。 (4)速度的正负号表示质点的运动方向与正方向相同或相反。
(1)质点经过同一点(如C点)时,位移和加速度均相同;(2)质点经过关于O点对称的 两点(如C点与D点)时,位移与加速度均大小相等,方向相反
动能、势能、机 (1)质点经过同一点(如D点)时,动能、势能、机械能均相等; 械能的对称性 (2)质点经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时,动能、势能、机械能均相等
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
典例 如图甲所示,物块与轻质弹簧组成的弹簧振子,在竖直方向上做简谐运动。取竖直向 上为正方向,该弹簧振子的振动图像如图乙所示,则 ( )
A.t=2 s时【1】,物块向上运动 B.t=2 s到t=3 s过程中【2】,物块的速度增大 C.t=0.5 s和t=1.5 s时【3】,物块的加速度相同 D.t=0.5 s和t=1.5 s时,物块的速度相同
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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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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？
时间t(s) 位移x(m) -20.0 -17.8
第二个1/2周期：
-10.1
时间t(s) 位移x(m) 20.0
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17.7 10.3
0
0.1
10.3
17.7
20.0
0.1 -10.1 -17.8 -20.0
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
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。
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
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。
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。
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正弦曲线
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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。
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
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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？
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弹簧振子的位移随时间变化规律
描点作图法
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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：
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
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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。
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
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。
把小球拉向右方，然后放开，它就左右运动起来。
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
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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。
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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钟摆的摆动
水中浮标的上下浮动
担物行走时扁担下物体的颤动
树梢在微风中的摇摆
荡秋千
一切发声的物体都在振动
地震是大地的剧烈振动
小朋友坐在木马上来回摇摆
枝头上的小鸟飞离枝头时， 树枝会发生颤动
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
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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？
时间t(s) 位移x(m) -20.0 -17.8
第二个1/2周期：
-10.1
时间t(s) 位移x(m) 20.0
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0
0.1
10.3
17.7
20.0
0.1 -10.1 -17.8 -20.0
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
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。
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
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。
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。
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正弦曲线
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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。
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
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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？
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描点作图法
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描点作图法 第一个1/2周期：
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
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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。
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
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。
把小球拉向右方，然后放开，它就左右运动起来。
什么是简谐运动
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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。
简谐运动
简谐运动实例
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钟摆的摆动
水中浮标的上下浮动
担物行走时扁担下物体的颤动
树梢在微风中的摇摆
荡秋千
一切发声的物体都在振动
地震是大地的剧烈振动
小朋友坐在木马上来回摇摆
枝头上的小鸟飞离枝头时， 树枝会发生颤动
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