2.1简谐运动课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册(共24张PPT)

(课件网) 新人教版 选择性必修一 第二章 机械振动 第1节 简谐运动 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 复习回顾 新课引入 这些运动有什么共同特点？ 钟摆来回摆动，水中浮标上下浮动，担物行走时扁担下物体的颤动，树梢在微风中的摇摆……在生活中我们会观察到很多类似这样的运动。这些运动的共同点又是什么？ 1.定义：我们把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(mechanical vibration) ，简称振动。 观察发现: 上述物体总是在某一位置附近做往复性的运动。 2.特征： (1)有一个“中心位置”，也是振动物体静止时的位置； (2)运动具有往复性。 新课引入 二、光的折射 学习任务一：弹簧振子 想一想：如图 ，把一个有小孔的小球连接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动。弹簧的质量与小球相比可以忽略。小球运动时空气阻力很小，也可以忽略。弹簧未形变时，小球所受合力为0，处于平衡位置O把小球拉向右方，然后放开，它就在平衡位置附近运动起来。小球的振动是机械振动吗？ 我们发现小球与弹簧组成的系统的运动符合机械振动的特征，属于机械振动。 小球和弹簧组成的系统，称为弹簧振子，有时也简称为振子。 2.理想模型： （2）不计阻力； （3）忽略弹簧的质量； （1）小球看成质点； （4）弹簧始终在弹性限度内 学习任务一：弹簧振子 不一定。如图所示，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动，其振动的平衡位置不在弹簧的原长位置，而是在弹力与重力的合力为零的位置。 要想了解弹簧振子运动的特点，就要知道它的位置随时间变化的关系。 学习任务一：弹簧振子 弹簧的原长位置一定是振子的平衡位置吗？ 二、光的折射 学习任务二：弹簧振子的位移-时间图像 (1)振子在某时刻的位移：从平衡位置指向振子在该时刻位置的有向线段．若规定振动质点在平衡位置右侧时位移为正，则它在平衡位置左侧时位移为负； 1．弹簧振子的位移 (2)振子在某段时间内的位移： 由初位置指向末位置的有向线段． 3.通常说的振子的位移是指某时刻的位移，即振子相对平衡位置的位移.因此在研究振动时，字母x具有双重含义：它既表示小球的位置(坐标)，又表示振子在某时刻的位移. 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。 学习任务二：弹簧振子的位移-时间图像 2.弹簧振子的图像 ①频闪照片法绘制图像 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： ②描点法绘制图像 学习任务二：弹簧振子的位移-时间图像 二、光的折射 学习任务二：弹簧振子的位移-时间图像 描绘弹簧振子的运动图像 描绘弹簧振子的运动图像 学习任务二：弹簧振子的位移-时间图像 做一做： 用数码相机和计算机绘制弹簧振子的x-t图像 图1的照片是通过频闪照相得到的。使用数码相机或手机的连拍功能也能得到类似的图片。轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定，它们组成了一个振动系统，称为竖直弹簧振子。用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动。钢球原来静止时的位置就是振子的平衡位置（图2）。 用数码相机拍摄钢球的运动。通常每隔0.04 s（这个时间间隔通常可以设定）数码相机就会拍摄一帧照片。拍摄时最好把钢球 ... ...