【课件】简谐运动 课件高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册.pptx
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1、2.12.1简谐运动简谐运动人教版(人教版(2019)物理选择性必修第一册)物理选择性必修第一册 第二章第二章 机械运动机械运动加速度大小方向都不变的匀变速直线运动。(自由落体运动)思考1:我们以前学过哪些运动形式?加速度大小方向都不变的匀变速曲线运动。(平抛运动)加速度大小不变方向改变的变加速曲线运动。(匀速圆周运动)思考2:如果加速度大小和方向都改变,那么物体会做什么运动呢?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。(1 1)、围绕着)、围绕着“中心中心”位置位置(2 2)、)、“往复往复”运动运动这些运动的共同特点是什么?这些运动的共同特点是什么?1 1、定义:物体在、定义
2、:物体在平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置附近的附近的往复往复往复往复运动。运动。2 2、特点:、特点:(1 1)平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置“对称性对称性”。振动停止时物体所在的位置振动停止时物体所在的位置(2 2)往复运动往复运动往复运动往复运动“周期性周期性”一、机械振动一、机械振动 振子以振子以O O点为中心在水平杆方向做点为中心在水平杆方向做往复运动往复运动1.1.理想模型理想模型-弹簧振子弹簧振子小球与水平杆间小球与水平杆间 的摩擦忽略不计,的摩擦忽略不计,M M小球小球M M弹簧弹簧以上装置称为弹簧振子 二、简谐运动二、简谐运动竖直方向上的弹簧振子竖直方向上的弹簧振子二、简谐运
3、动二、简谐运动小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子,有时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。也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。2 2、理性化模型:、理性化模型:(1 1)不计阻力)不计阻力(2 2)弹簧的质量与小球相比可以忽略。)弹簧的质量与小球相比可以忽略。1 1、概念:、概念:O思考:思考:振子的运动是怎样一种运动呢?振子的运动是怎样一种运动呢?三、简弹簧振子三、简弹簧振子理想化模型理想化模型弹簧振子弹簧振子:弹簧振子是指小球和弹簧所组成的系统,是一种理想化模型是一种理想化模型。振子模型振子模型:常见的有水平弹簧振子和竖直弹簧振子。如图所示,图中
4、球与杆之间的摩擦力及空气阻力可以忽略,且弹簧的质量与小球的质量相比可以忽略。三、简弹簧振子三、简弹簧振子理想化模型理想化模型思考:思考:如图所示的弹簧振子中,把小球拉向右方,然后放开,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?小球将如何运动?它的运动有什么特点?三、简弹簧振子三、简弹簧振子理想化模型理想化模型三、简弹簧振子三、简弹簧振子理想化模型理想化模型三、简弹簧振子三、简弹簧振子理想化模型理想化模型1建立坐标系以小球的平衡位置为坐标原点,沿着它的振动方向建立坐标轴。规定小球在平衡位置右边时它对平衡位置的位移为正,在左边时为负(以弹簧振子为例)。2位
5、移时间图像横坐标表示振子振动的时间,纵坐标表示振子相对平衡位置的位移。四、弹簧振子的位移四、弹簧振子的位移时间图像时间图像3物理意义:反映了振子的位移随时间的变化规律。四、弹簧振子的位移四、弹簧振子的位移时间图像时间图像四、弹簧振子的位移四、弹簧振子的位移时间图像时间图像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(xt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。五、简谐运动及其图象五、简谐运动及其图象(1)(1)任意时刻质点位移的大小和方向。如图甲所示,质点在任意时刻质点位移的大小和方向
6、。如图甲所示,质点在t t1 1、t t2 2时刻的位移分别为时刻的位移分别为x x1 1和和-x-x2 2。3 3、图象应用、图象应用:五、简谐运动及其图象五、简谐运动及其图象简谐运动是最简单、最基本的振动。简谐运动是最简单、最基本的振动。(2)(2)任意时刻质点的振动方向任意时刻质点的振动方向:看下一时刻质点的位置看下一时刻质点的位置,如图乙如图乙中中a a点点,下一时刻离平衡位置更远下一时刻离平衡位置更远,故故a a点此刻向上振动。图乙点此刻向上振动。图乙中中b b点点,下一时刻离平衡位置更近下一时刻离平衡位置更近,故故b b此刻向上振动。此刻向上振动。(4)(4)任意时刻质点的速度、加
7、速度、位移的变化情况及大小比较:任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比较:看下一时刻质点的位置,判断是远离还是靠近平衡位置看下一时刻质点的位置,判断是远离还是靠近平衡位置(3)(3)斜率:该时刻速度的大小和方向斜率:该时刻速度的大小和方向4 4、理解简谐运动的对称性理解简谐运动的对称性如图所示,物体在如图所示,物体在A A与与B B间运动,间运动,O O点为平衡位置,点为平衡位置,C C和和D D两点关于两点关于O O点对称,则有:点对称,则有:(1)(1)时间的对称:时间的对称:t tOBOBt tBOBOt tOAOAt tAOAOt tODODt tDODOt tOCOCt
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