《简谐运动》教案

11.1简谐运动 教学目标与任务: 1.弹簧振子 2.知道简谐运动。 新科导入： 什么使机械运动？ 答：物体的位置随着时间发生变化的运动叫机械运动 如果一个物体一直绕着一个平衡位置往复运动那么它是机械运动么？ 答：不是。 这种围绕着一个平衡位置的往复运动叫什么？ 答：叫机械振动 知识点一、机械振动 机械振动： 定义：物体（或物体的一部分）在静止时的位置附近所做的往复运动，叫做机械振动． 要点诠释：振动的轨迹可以是直线（系在直线弹簧一段的小球的震动）也可以是曲线（摆动的小球）． 弹簧振子（研究机械振动的实验装置）： 弹簧振子是小球和弹簧所组成的系统，这是一种理想化模型．如图所示装置，如果球与杆之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽略，则该装置为弹簧振子． 实际物体看做理想振子的条件： 弹簧的质量比小球的质量小得多，可以认为质量集中于振子（小球）； 当与弹簧相接的小球体积足够小时，可以认为小球是一个质点； 当水平杆足够光滑时，可以忽略弹簧以及小球与水平杆之间的摩擦力； （4）小球从平衡位置拉开的位移在弹簧的弹性限度内． 回复力：使物体指向平衡位置的力叫做回复力。 平衡位置：平衡位置是指物体所受回复力为零的位置。 振动位移：以平衡为作为位移的初始位置，由初始位置指向末位置的有向线段表示振动的位移。 振动速度：表示振子运动的的瞬时速度。 机械运动的过程： 在由的过程中：位移正向增大，回复力反向增大，速度正向减小 在由的过程中：位移正向减小，回复力反向减小，速度反向增大 在由的过程中：位移反向增大，回复力正向增大，速度反向减小 在由的过程中：位移反向减小，回复力正向减小，速度正向增大 振子的位移随时间的变化图像： 图像的建立：用横坐标表示振动物体运动的时间，纵坐标表示振动物体运动过程中对平衡位置的位移，建立坐标系，如图所示． 图像意义：反映了振动物体相对于平衡位置的位移随时间变化的规律． 图像的斜率：反映了物体的速度的变化规律 例题1.关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是（ ）． A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置 B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移 C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大 D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移 【思路点拨】平衡位置是物体所受回复力为零时所在的位置． 【答案】B 【解析】平衡位置是物体可以静止时的位置，所以应与受力有关，与是否为振动范围的中心位置无关．如乒乓球竖直落在台面上的运动是一个机械振动，显然其运动过程的中心位置应在台面上，所以A项不正确；振动位移是以平衡位置为初始点，到质点所在位置的有向线段，振动位移随时间而变，振子偏离平衡位置最远时，振动物体振动位移最大，所以只有选项B正确． 【总结升华】位移和平衡位置是机械振动问题中非常重要的概念．位移的正负方向应该作出规定，平衡位置则是物体所受回复力为零时所在的位置． 课堂练习一： 一质点做简谐运动，其振动图象如图所示，则（ ） A．振幅是 B．振幅是 C．时，质点速度为正且最大 D．时，质点速度为正且最大 【答案】A C 课堂练习二： 一质点作简谐运动，图象如图所示，在到这段时间内，质点的运动情况是（ ） A．沿负方向运动，且速度不断增大 B．沿负方向运动的位移不断增大 C．沿正方向运动，且速度不断增大 D．沿正方向的加速度不断减小 【答案】C D 知识点二、简谐运动 简谐运动： 如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律，即它的振动图像是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动． 简谐运动是最简单、最基本的振动． 简谐运动的对称性： 如图所示，物体在与间运动，点为平衡位置，和两点关于点对称，则有： （1 ... ...