第二章 机械振动 课时1　简谐运动（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）选择性必修 第一册

第二章　机械振动 课时1　简谐运动 核心 目标 1. 认识机械振动，认识弹簧振子，了解简谐运动，会建构弹簧振子模型，领会弹簧振子是理想化模型． 2. 理解全振动、平衡位置及简谐运动的位移等概念，理解其位移—时间图像是正弦曲线，会用图像描述简谐运动． 要点梳理 要点1　弹簧振子 1. 机械振动：物体或物体的一部分在一个位置(即平衡位置)附近的__往复运动__称为机械振动，简称振动． 注意：找不到平衡位置的运动不是振动．不在平衡位置附近做多次往复运动也不是振动． 2. 弹簧振子：即小球和弹簧组成的系统．是一种__理想化模型__，理想化的条件如下： (1) 质量：弹簧的质量比小球(振子)的质量小得多，可以认为质量集中在小球(振子)上． (2) 体积：小球(振子)体积很小，可当成__质点__处理． (3) 阻力：没有一切摩擦及阻力作用． (4) 弹性限度：小球(振子)的振动范围在弹簧的弹性限度内． 要点2　弹簧振子的位移—时间图像 1. 作法 (1) 以小球的__平衡位置__为坐标原点，沿着它的振动方向建立纵轴x轴，表示振子在振动过程中离开__平衡位置__的位移x，并规定小球在平衡位置右边时，位移为正，在平衡位置__左边__时，位移为负，用横轴表示时间t. (2) 在坐标系中标出各时刻小球球心的位置，用曲线把各点连接起来，就是小球在平衡位置附近往复运动时的位移—时间图像，如图所示． 　　 2. 特征：可以证明弹簧振子的位移—时间图像是一条__正弦(或余弦)__曲线． 要点3　简谐运动 1. 定义：如果物体的位移与时间的关系遵从__正弦函数__的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条__正弦__曲线，这样的振动叫作简谐运动． 2. 特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，弹簧振子的运动是最简单的__简谐运动__． 即学即用 1. 易错辨析 (1) 秋天树叶飘落属于机械振动．(　×　) (2) 弹簧振子的位移—时间图像反应了振子的运动轨迹．(　×　) (3) 弹簧振子在平衡位置速度为零．(　×　) (4) 机械振动是匀变速运动．(　×　) 2. (多选)如图所示为获取弹簧振子的位移—时间图像的一种方法，改变纸带运动的速度，下列说法中正确的是(　BC　) A. 如果纸带不动，作出的振动图像仍然是正弦函数曲线 B. 如果纸带不动，作出的振动图像是一段线段 C. 图示时刻，振子正经过平衡位置向右运动 D. 若纸带运动的速度不恒定，则纸带上描出的仍然是简谐运动的图像 解析：当纸带不动时，描出的只是振子在平衡位置两侧往复运动的轨迹，即一段线段，A错误，B正确；由振动图像可以看出，图示时刻振子正由平衡位置向右运动，C正确；只有当纸带匀速运动时，运动时间才与纸带运动的位移成正比，振动图像才是正弦或余弦函数曲线，而简谐运动的图像一定是正弦或余弦函数曲线，D错误． 考向1　弹簧振子的理解 1. 如图所示，若某弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，则振子在O点时位移为零，速度最大，速度方向为正、负方向或向右、向左；在A、B两点时，速度为零，位移最大，位移方向为正、负方向或向右、向左． 2. 弹簧振子的运动具有周期性的振动特征，要注意振子的位移、速度、加速度、运动时间等物理量关于平衡位置O点的对称性． 　 (多选)如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴，以向右为x轴正方向．若振子的位移方向为负，下列说法中正确的是(　BC　) A. 振子的速度方向一定为负 B. 振子的加速度方向一定为正 C. 振子一定在平衡位置的左侧 D. 振子的速度一定减小 解析：若振子的位移方向为负，则振子一定在平衡位置的左侧，振子的加速度方向一定为正，振子的速度方向可能沿正方向，且不断增大，A、D错误，B、C正确． 　以弹簧振子为例，振子做简谐运动的过程中，有两点A、A′关于平衡位置对称，则振子(　B　) A. 在A点和A′点 ... ...