【物理】简谐运动 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

2.1 简谐运动简谐运动人人教教版版高高中中物物理理选选择择性性必必修修第第一一册册物体或物体的一部分在物体或物体的一部分在某一位置某一位置附近做附近做往复性往复性运动运动观察：观察：这些运动有什么这些运动有什么共同共同的特征的特征?机械机械振动振动怎样才能持续运动怎样才能持续运动?建立模型建立模型无无摩擦摩擦有哪些能量在相互转化有哪些能量在相互转化?滑块为什么会停下来滑块为什么会停下来?谁在运动谁在运动?考虑弹簧质量会带来哪些影响考虑弹簧质量会带来哪些影响?轻轻弹簧弹簧弹簧振子弹簧振子受力受力能量能量运动运动（理想化理想化）质点质点位移位移速度速度加速度加速度点电荷点电荷轻轻弹簧弹簧无无摩擦摩擦OAB仔细观察仔细观察中心位置中心位置O平衡位置平衡位置xOAB以以A为坐标原点为坐标原点+6cm+3cm研究弹簧研究弹簧振子振子的运动的运动位移位移xOAB以以O为坐标原点为坐标原点+3cm-3cm振动的位移：从平衡位置指向物体所在位置的有向线段振动的位移：从平衡位置指向物体所在位置的有向线段3cm3cm3cm3cmxOAB如何描绘弹簧振子的如何描绘弹簧振子的位移随时间变化位移随时间变化的关系的关系?同一位置对应不同时刻同一位置对应不同时刻缺乏缺乏“唯一性唯一性”一维坐标系一维坐标系二维坐标系（空间展开）二维坐标系（空间展开）振子会在不同时刻经过同一位置，振子会在不同时刻经过同一位置，猜一猜猜一猜?xtOTT/2xm-xm描点连线描点连线T/43T/4打点计时器打点计时器频闪照相频闪照相运动传感器运动传感器实实验验工工具具连拍照相法连拍照相法实验实验1描绘描绘弹簧振子的位移弹簧振子的位移-时间时间图象图象相同的时间间隔相同的时间间隔振子处在不同时刻的照片振子处在不同时刻的照片123456789101112131415等比例冲洗等比例冲洗为何为何等距离等距离平铺平铺?横纵坐标表示什么横纵坐标表示什么?xt振动时间振动时间t振子相对平衡位置的位移振子相对平衡位置的位移光影画的魔力光影画的魔力实验实验2绘制绘制弹簧振子的位移弹簧振子的位移-时间图象时间图象怎样拉动怎样拉动?图象是不是质点运动的轨迹图象是不是质点运动的轨迹?匀速匀速Oxt绘制方法的绘制方法的应用应用声波图声波图地震波图地震波图心电图心电图打点计时器打点计时器频闪照相频闪照相运动传感器运动传感器实实验验工工具具tx运动传感器运动传感器实验实验3用用传感器传感器获得获得弹簧振子的位移弹簧振子的位移时间图象时间图象实验实验3用用传感器传感器获得获得弹簧振子的位移弹簧振子的位移时间图象时间图象运动传感器运动传感器x-t图象图象v-t图象图象猜想猜想验证验证数形结合数形结合实验实验结论结论：弹簧振子的位移弹簧振子的位移-时间关系是时间关系是正弦函数正弦函数关系，关系，其振动图象其振动图象(x-t图象图象)是一条是一条正弦曲线正弦曲线对比对比验证验证理论理论推验推验T/2T2T3T/2思考：思考：图象图象“隐含隐含”的的信息信息?txOx-t图象图象v-t图象图象思考：思考：图象图象“隐含隐含”的的信息信息?T/2T2T3T/2思考：思考：图象图象“隐含隐含”的的信息信息?质点的位移与最大位移质点的位移与最大位移?质点的速度变化和方向信息质点的速度变化和方向信息?质点的运动路程质点的运动路程?txO周期性对称性周期性对称性 如果质点的位移与时间的关系遵从如果质点的位移与时间的关系遵从正弦（或余正弦（或余弦）函数弦）函数的规律，即它的振动图象（的规律，即它的振动图象（x-t 图象）是图象）是一条正弦（余弦）曲线一条正弦（余弦）曲线简谐运动简谐运动简谐运动是生活中简谐运动是生活中最基本、最简单最基本、最简单的振动的振动复杂复杂振动振动几个简谐振动几个简谐振动合成合成分解分解简谐运动简谐运动弹簧振子弹簧振子运动特征运动特征受力特征受力特征能量特征能量特征x-t图象图象理想化模型理想化模型机械振动机械振动观察观察建模建模实验探究实验探究问题提炼问题提炼数理数理/计算机结合计算机结合得出结论得出结论启发思考启发思考科学是一种方法科学是一种方法，它教导人们：，它教导人们：一一些些事事物物是是如如何何被被了了解解的的，不不了了解解的的还还有有些些什什么么，对对于于了了解解的的，现现在在了了解解到了什么程度到了什么程度费恩曼费恩曼