粤教版高中物理选择性必修第一册第二章机械振动第一节简谐运动课件（72页PPT）+学案（有解析）

(课件网) 第一节　简谐运动 学 习 目 标 思 维 导 图 1.知道简谐运动的定义，理解振幅、周期、频率的概念，知道全振动的含义． 2．知道弹簧振子是理想化物理模型，能对简谐运动进行动力学分析． 3．会对简谐运动进行能量分析． 知识点一　简谐运动和弹簧振子模型 【情境导学】 如图所示的装置，把小球向右拉开一段距离后释放，可以观察到小球左右运动了一段时间，最终停止运动． (1)小球的运动具有什么特点？为什么小球最终停止运动？ (2)在横杆上涂上一层润滑油，重复刚才的实验，观察到的结果与第一次实验有何不同？ 提示：小球的运动具有往复性．小球因为受到摩擦力的作用最终停止运动． 提示：小球往复运动的次数增多，运动时间变长． (3)猜想：如果小球受到的阻力忽略不计，弹簧的质量比小球的质量小得多，也忽略不计，实验结果如何？ (4)如果忽略阻力，小球在运动过程中受到哪几个力作用？合力方向如何？ 提示：小球将持续地做往复运动． 提示：受到重力、支持力、弹簧弹力．合力方向总指向弹簧原长的位置． 【知识梳理】 认识简谐运动 1．机械振动：物体(或者物体的一部分)在某一中心位置(平衡位置)两侧所做的_____运动叫作机械振动，简称振动． 2．回复力：影响小球运动的只有弹簧的弹力，这个力的方向跟小球偏离平衡位置的位移方向相反，总指向平衡位置，它的作用是使小球能返回_____，这个力叫作回复力． 往复 平衡位置 3．简谐振动：物体在跟平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的_____的作用下的振动，叫作简谐振动． 状元随笔　简谐运动的位移均为相对平衡位置的位移，即表示位移的有向线段的起点是平衡位置． 回复力 【重难突破】 1．简谐运动 (1)运动性质 简谐运动的位移随时间按正弦规律变化，所以它不是匀变速运动，是变力作用下的变加速运动． (2)简谐运动的位移 位移：从平衡位置指向振子所在位置的有向线段． ①大小：平衡位置到振子所在位置的距离． ②方向：从平衡位置指向振子所在位置． ③位移的表示方法：以平衡位置为坐标原点，以振动所在的直线为坐标轴，规定正方向，某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示． (3)回复力 回复力是根据力的作用效果命名的，它可以是一个力，也可以是多个力的合力，还可以由某个力的分力提供．例如：图甲所示，水平方向的弹簧振子，弹力充当回复力；图乙所示，竖直方向的弹簧振子，弹力和重力的合力充当回复力；图丙所示，m随M一起振动，m的回复力则由静摩擦力充当． (4)对回复力公式F＝－kx的说明 ①回复力F＝－kx中的k是比例系数，并非弹簧的劲度系数，其值由振动系统决定．对水平弹簧振子，回复力仅由弹簧弹力提供，k即为劲度系数，由弹簧决定，与振幅无关，其单位是N/m. ②回复力的大小跟位移大小成正比，“－”号表示回复力与位移的方向相反． 2．弹簧振子 (1)构造：弹簧振子是一种理想化模型．其构造为一根没有质量的弹簧，其一端固定，另一端连接一个可视为质点的小球，如图所示． (2)振动特征：①有一个“中心位置”，即平衡位置；②运动具有往复性．如图所示． (3)弹簧振子是一种理想化模型 ①弹簧振子是小球和弹簧所组成的系统的名称，但有时也把这样的小球称作弹簧振子或简称振子． ②理想化的弹簧振子：一根没有质量的弹簧一端固定，另一端连接一个质点． ③弹簧振子理想化条件：忽略弹簧质量、忽略小球的大小和形状、忽略摩擦及其他阻力． (4)平衡位置 振子不振动时，保持静止状态的位置；振子振动时，速度最大的位置．平衡位置不一定是中心位置(如图甲所示物体的振动)，物体经过平衡位置时不一定处于平衡状态(如图乙所示物体的振动)． 例1 (多选)如图所 ... ...