人教版高中物理选修3-4课件简谐运动
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一、机械振动
物体在平衡位置两侧所做的往复运动， 就叫做机械振动．通常简称振动
例题：下列运动中属于机械振动的有 （ACD ） A、树枝在风的作用下的运动 B、竖直向上抛出的物体的运动 C、说话时声带的振动 D、爆炸声引起的窗扇的运动
你能再举出一些例子吗？
二、弹簧振子
1、概念：小球和弹簧所组成的系统的名称，有时也把这 样的小球称做弹簧振子或简称振子
坐标原点O－平衡位置
横坐标－振动时间t
纵坐标－振子相对于平衡位置的位移
如何改进？
如图是弹簧振子的频闪照片，频闪仪 每隔___s闪光一次，闪光的瞬间振子 被照亮，拍摄时底片从下向上___运动， 因此在底片上留下了小球和弹簧的一 系列的像，相邻两个像之间相隔___s。
你还能想到类似方Fra Baidu bibliotek吗？ 类似应用
（2）、DIS演示弹簧振子的振动图象
-20
四、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、弹簧振子理想化模型：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 。
简谐运动是最简单、最基本的振动。
2、简谐运动的图象
横坐标——时间；纵坐标——偏离平衡位置的位移
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
3.简谐运动的位移、速度特点
空白演示
在此输入您的封面副标题
机械振动
第一节 简谐运动
复习回顾
高中阶段我们学过的运动形式有哪些? 提示：按运动轨迹分类
匀速直线运动
直线运动
匀变速直线运动
变速直线运动 变加速直线运动
曲线运动
抛体运动 圆周运动
平抛运动
斜抛运动 匀速圆周运动 变速圆周运动
思考:
这些物体的运动有什么共同特点?
①往复性 ②有一个中心位置(平衡位置)— 振动停止时物体所在的位置
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。
三、简谐运动：
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 子的运动等。
2、 理想化处理：
①忽略摩擦力 ②忽略弹簧质量
理想化模型
③小球看成质点
思考：
振子的运动是怎样一种运动呢？
3、振子位移随时间的变化图象
注意：振动物体的
位移x都是相对于平衡 位置的位移 如图所示，是振子在A、 B位置的位移xA和xB
通常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。
思考
我们所得到的小球运动的 x—t图象很像正弦曲线，是 不是这样呢？你用什么方 法来检验？
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。
作业：问题与练习3、4
类似应用
绘制地震曲线的装置
匀变速直线运动
1、定义法：沿着一条直线运动，且加速
度不变的运动。
2、图象法：x-t图象、v-t图象
3、公式法：速度公式、位移公式
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。
x/cm
20
0 1 2 3 4 5 6 t/s
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
x/cm
10
5
0
1 2 3 4 5 6 t/s
-5
-10
巩固练习
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 ）
（1）、描点法
第一个1/2周期：
时间t(s) 0
t0
2t0
3t0
4t0
5t0
6t0
位移x(cm） -20.0 -17.8
-10.1
0.1 10.3
17.7
20.0
第二个1/2周期：
时间t(s) 6t0
7t0
8t0
9t0
10t0
11t0
12t0
位移x(cm) 20.0 17.7
10.3
0.1
-10.1 -17.8 -20.0
位移：方向始终背离平衡位置，每经过平衡位置 位移方向发生改变；远离平衡位置时位移 增大，靠近平衡位置时位移减小。
速度： 每经过最大距离处速度方向发生改变，远 离平衡位置（位移增大）时速度方向和位 移方向相同，靠近平衡位置（位移减小） 时速度方向和位移方向相反。
例题：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 ）
物体在平衡位置两侧所做的往复运动， 就叫做机械振动．通常简称振动
例题：下列运动中属于机械振动的有 （ACD ） A、树枝在风的作用下的运动 B、竖直向上抛出的物体的运动 C、说话时声带的振动 D、爆炸声引起的窗扇的运动
你能再举出一些例子吗？
二、弹簧振子
1、概念：小球和弹簧所组成的系统的名称，有时也把这 样的小球称做弹簧振子或简称振子
坐标原点O－平衡位置
横坐标－振动时间t
纵坐标－振子相对于平衡位置的位移
如何改进？
如图是弹簧振子的频闪照片，频闪仪 每隔___s闪光一次，闪光的瞬间振子 被照亮，拍摄时底片从下向上___运动， 因此在底片上留下了小球和弹簧的一 系列的像，相邻两个像之间相隔___s。
你还能想到类似方Fra Baidu bibliotek吗？ 类似应用
（2）、DIS演示弹簧振子的振动图象
-20
四、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、弹簧振子理想化模型：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 。
简谐运动是最简单、最基本的振动。
2、简谐运动的图象
横坐标——时间；纵坐标——偏离平衡位置的位移
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
3.简谐运动的位移、速度特点
空白演示
在此输入您的封面副标题
机械振动
第一节 简谐运动
复习回顾
高中阶段我们学过的运动形式有哪些? 提示：按运动轨迹分类
匀速直线运动
直线运动
匀变速直线运动
变速直线运动 变加速直线运动
曲线运动
抛体运动 圆周运动
平抛运动
斜抛运动 匀速圆周运动 变速圆周运动
思考:
这些物体的运动有什么共同特点?
①往复性 ②有一个中心位置(平衡位置)— 振动停止时物体所在的位置
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。
三、简谐运动：
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 子的运动等。
2、 理想化处理：
①忽略摩擦力 ②忽略弹簧质量
理想化模型
③小球看成质点
思考：
振子的运动是怎样一种运动呢？
3、振子位移随时间的变化图象
注意：振动物体的
位移x都是相对于平衡 位置的位移 如图所示，是振子在A、 B位置的位移xA和xB
通常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。
思考
我们所得到的小球运动的 x—t图象很像正弦曲线，是 不是这样呢？你用什么方 法来检验？
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。
作业：问题与练习3、4
类似应用
绘制地震曲线的装置
匀变速直线运动
1、定义法：沿着一条直线运动，且加速
度不变的运动。
2、图象法：x-t图象、v-t图象
3、公式法：速度公式、位移公式
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。
x/cm
20
0 1 2 3 4 5 6 t/s
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
x/cm
10
5
0
1 2 3 4 5 6 t/s
-5
-10
巩固练习
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 ）
（1）、描点法
第一个1/2周期：
时间t(s) 0
t0
2t0
3t0
4t0
5t0
6t0
位移x(cm） -20.0 -17.8
-10.1
0.1 10.3
17.7
20.0
第二个1/2周期：
时间t(s) 6t0
7t0
8t0
9t0
10t0
11t0
12t0
位移x(cm) 20.0 17.7
10.3
0.1
-10.1 -17.8 -20.0
位移：方向始终背离平衡位置，每经过平衡位置 位移方向发生改变；远离平衡位置时位移 增大，靠近平衡位置时位移减小。
速度： 每经过最大距离处速度方向发生改变，远 离平衡位置（位移增大）时速度方向和位 移方向相同，靠近平衡位置（位移减小） 时速度方向和位移方向相反。
例题：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 ）