2.1简谐运动 课件(共54张PPT) 高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册

(课件网) 简谐运动 广州塔 600m 东方明珠 468m 港珠澳大桥主塔 163m 以上建筑在遇到大风浪时会怎样？ 以上运动具有什么共同特点？ 物体在某位置附近做周期性的往复运动 机械运动 1. 定义：物体或物体的一部分在某一中心位置（平衡位置）两侧做的往复运动称为机械振动 ，简称振动。 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。 我们生活中还有哪些常见的振动？ 你认为上面哪种情形比较适合用于研究物体的运动？ Q1:哪些物体在运动？如何才能让物体持续运动？ 弹簧振子 滑块、弹簧；接触面光滑时可持续运动 弹簧振子 Q2:滑块能否看成质点吗？条件是什么？ Q3:能量在该过程是如何转化的？ 其大小和形状相对研究的问题可以忽略 弹簧的弹性势能与滑块、弹簧的动能相互转化 Q4:弹簧各处的速度是否相同？考虑弹簧的质量会给研究带来什么困难？ 不同，弹簧各处动能不同 为了使滑块运动的问题更简单些，需要简化弹簧和滑块这个研究对象。如何简化？ 弹簧振子 弹簧物体组合 运动简化 能量简化 受力简化 将弹簧滑块视为质点 忽略弹簧动能，将弹簧视为轻弹簧 忽略摩擦力，利用气垫导轨 1.定义:小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，简称振子。 2.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。 理想模型 弹簧振子 O点为平衡位置： 物体原来静止时的位置 问题1:弹簧振子的平衡位置一定在弹簧的原长位置吗？ 弹簧振子 在弹力与重力的合力为零的位置。 问题2:其他物体的平衡位置一定在受力平衡的状态吗？ 不加其他外力时，振动物体原来静止时的位置为平衡位置，物体在平衡位置不一定受力平衡（单摆）。 任务1：寻找小球的受力特点 问题卡1 1.小球从离开平衡位置向一侧运动时，速度如何变化？什么原因导致速度的变化？ 2.小球从最大位移向平衡位置运动时，速度如何变化？这个过程小球的受力方向是怎样的？这个力起了什么作用？ 受力方向指向平衡位置 弹簧振子 1.定义:使振子回到平衡位置的力。 回复力 问题卡2 1.弹簧振子振动时，回复力和位移在大小和方向上有什么关系？ 2.小球运动到O点时，位移如何？此时小球受力如何？为什么小球可以继续运动？ F=kx，方向相反 x x 惯性 弹簧振子 回复力 2.方向:与振子偏离平衡位置的位移方向相反，总是指向平衡位置。 3.表达式： F=-kx 证明简谐运动的思路 弹簧振子 物体在与平衡位置位移大小成正比，指向平衡位置的回复力的作用下的振动———简谐振动。 O M N 任务1：寻找小球做简谐运动的受力特点 思考1：小球离开平衡位置的位移为x时，小球沿竖直方向受到哪些力？其合力有什么作用？ 思考2：如何证明小球的运动是简谐运动？ mg=k………先找平衡位置 F=mg-=mg-k(+x)…….找回复力 F=- kx……….证明回复力满足该关系 弹簧振子 思考：此处的k表示的是劲度系数吗？ O M N 如何建立弹簧振子位置随时间变化的关系？ 弹簧振子的位移-时间图像 任务：研究弹簧振子的运动特点 位移、速度、加速度…… 1.建立坐标轴，规定正方向，坐标原点如何选取？理由？ O点，其振动关于该点具有对称性，在该点弹簧振子所受合力为0 弹簧振子的位移-时间图像 x/cm 1 -1 A、B两点的位移分别为多少？ 2. 弹簧振子的位移：由平衡位置到振子所在位置的有向线段 弹簧振子的位移-时间图像 现已确定弹簧振子位移的表述方式，那怎样才能记录振子不同时刻的位置呢？ 情景：如果一个人从某一位置匀速向右走，再以同样速度大小向左走，不计转身时间，此人的位移-时间图像是怎样的？ 原点 x t 弹簧振子的位移-时间图像 振子在运动过程中是匀速直线运动吗？这种情况下如何记录振 ... ...