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课件网) 第一节 简谐运动 学习目标 1.通过对弹簧振子运动过程的观察和受力分析，理解回复力和位移的关系，能从动力学角度理解简谐运动；2.知道弹簧振子的振动的位移—时间图像是一条正弦或余弦曲线，能从动力学的角度理解简谐运动的概念。理解对弹簧振子振动时的动能、弹性势能和机械能的分析，理解简谐运动的能量特征；3.通过分析弹簧振子在完成一次全振动过程中的位移、回复力、加速度、速度大小和方向的变化，理解简谐运动的特征。 复习回顾 50% 50% 50% 50% 50% 高中阶段我们学过的运动形式有哪些？ 按运动轨迹分类： 直线运动 曲线运动 匀速直线运动 变速直线运动 匀变速直线运动 变加速直线运动 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 观察下图几个常见的运动，具有什么共同特点？ 小狗荡秋千的运动 钟摆的往复运动 琴弦的运动 心跳的运动 特点: 上述物体总是在某一位置附近做往复性的运动。 情境导入 1.定义：物体（或物体的一部分）在一个位置附近做的往复运动称为机械振动，简称振动。 2.特征： (1)中心位置（平衡位置） (2)往复运动 振动物体静止时的位置 “对称性” “周期性” 一、机械振动 二、简谐运动及其特征 2.理想化条件： （1）忽略摩擦力等各种阻力； （2）小球看成质点； （3）忽略弹簧质量； （4）弹簧始终在弹性限度内。 1.定义: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,其中的小球称为振子。 3.平衡位置：振子原来静止时的位置。 问题拓展： (1)平衡位置一定是中心位置？ (2)平衡位置一定都在原长处？ (3)平衡位置处合力一定为零？ 二、简谐运动及其特征 【思考问题】 实际中，小球的振动会越来越弱，一段时间后会静止，请分析小球停止运动的原因。 二、简谐运动及其特征 二、简谐运动及其特征 【思考问题】 （1）图（a）为弹簧的原长。在图（b）和图（c）中，小球都能回到平衡位置，请分析是什么原因。 （2）小球从图（b）或图（c）位置回到平衡位置，小球的运动情况是怎样的？ 二、简谐运动及其特征 4．动力学特征 建立坐标轴：以平衡位置为坐标原点O，水平向右为正方向。 振子在振动过程中，所受的重力和支持力平衡，对振子的运动无影响。 影响振子运动的只有弹簧的弹力。这个力的方向跟振子偏离平衡位置的位移方向相反，总指向平衡位置，它的作用是使振子能返回平衡位置，这个力叫作回复力。 位移：振子的位移是指相对于平衡位置O的位移。 二、简谐运动及其特征 在弹性限度内，振子所受回复力F的大小跟振子偏离平衡位置的位移x的大小成正比，即:F= －kx “－”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数。 物体在与平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫作简谐振动。 【思考问题】 回复力和振子的位移方向是什么关系？ 二、简谐运动及其特征 【例题1】下列关于简谐运动回复力的说法正确的是 A.回复力是使物体回到平衡位置的力，它只能由物体受到的合外力来提供 B.回复力可以是物体所受到的某一个力的分力 C.回复力的方向总是跟物体离开平衡位置的位移方向相同 D.回复力的方向总是跟物体的速度方向相反 二、简谐运动及其特征 【观察与思考】 请观看实验视频，将振子安装在气垫导轨上，把一比较长的白纸放在导轨下，在振子上固定一毛笔（笔头朝下，笔尖与纸面轻触），用其记录在白纸上记录振子的振动情况。 （1）匀速拉动白纸，观察白纸上的痕迹，思考图像能表示什么？ （2）将振子拉离平衡位置一定距离后让其振动，等振动稳定后，匀速拉动白纸，观察白纸上的痕迹，根据所学的函数知识，判断它可能是什么函数图像， ... ...
