2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-4课件： 11.1 简谐运动23张PPT

11.1 简谐运动 第十一章 机械振动 从运动学的角度定义简谐运动 1.学生对各种类别运动的认识 ①先认识运动学特点 ②再了解动力学条件 2.教材关于简谐运动定义的教学线索 ①什么是弹簧振子？（阐述） ②弹簧振子是怎样运动的？（做一做演示） ③弹簧振子的x-t图像是什么样的？（频闪照片铺开） ④弹簧振子的x-t图像是不是正弦曲线？（思考与讨论） ⑤定义：什么是简谐振动？（阐述） ⑥生活中用什么方法、什么装置记录振动图像？（做一做、图片介绍） ⑦怎样用传感器和计算机描绘简谐运动的图像（做一做） ⑧怎样由振动图像判断质点的运动方向、位置、位移和路程（问题与练习2/3）；为什么记录振动图像的纸带要匀速拖动（问题与练习1） 1.简谐运动的概念? 2.简谐运动过程中的位移、加速度和速度的变化规律 3.简谐运动的位移时间图像? 教学重点 教学难点 1.简谐运动过程中的位移、加速度和速度的变化规律 2.简谐运动的位移时间图像? 一、机械振动 平衡位置：振子原来静止时的位置（一般情况下指物体在没有振动时所处的位置） 物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做的往复运动，叫机械振动，简称振动。 1.平衡位置：振子原来静止时的位置. 注意：(1)平衡位置不一定是中心位置(如图4所示物体的振动). (2)平衡位置不一定都在原长处(如图5竖直方向的弹簧振子). (3)平衡位置处合力不一定为零(如图6所示). 知识深化 图4 图5 图6 小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。 2．理性化模型： （1）不计阻力 （2）不计弹簧质量 （3）物体视为质点 （4）不超过弹簧形变 1．概念： 二、弹簧振子———理想化模型 O 振子的位移x都是相对于平衡位置的位移，以平衡位置为坐标原点O，沿振动方向建立坐标轴。若规定在O点右边时位移为正，则在左边时位移为负。 三、弹簧振子的位移—时间图象 O 研究弹簧振子的运动 （1）描点作图法 第一个1/2周期： t0 2t0 3t0 4t0 5t0 6t0 时间t(s) 位移x(m) 0 -20.0 -17.8 -10.1 0.1 10.3 17.7 20.0 第二个1/2周期： 6t0 7t0 8t0 9t0 10t0 11t0 12t0 时间t(s) 位移x(m) 20.0 17.7 10.3 0.1 -10.1 -17.8 -20.0 横坐标：振动时间t 纵坐标：振子相对于平衡位置的位移 三、弹簧振子的位移—时间图象 （2）频闪照相 三、弹簧振子的位移—时间图象 思考：如何理解这就是振子的位移-时间图象?照相底片为什么需要匀速移动 也可以用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像，得到分帧照片，依次排列得到图象。 做一做 三、弹簧振子的位移—时间图象 在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带上画出的就是小球的振动图象。 (3)描图记录法 三、弹簧振子的位移—时间图象 体验： 一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段，观察得到的图象 这种记录振动的方法在实际中有很多应用。医院里的心电图及地震仪中绘制的地震曲线等，都是用类似的方法记录振动情况的。 绘制地震曲线的装置 心电图 画出的小球运动的x—t图象很像正弦曲线，是不是这样呢？ 方法一 验证法: 方法二 拟合法: 假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它的振幅和周期，写出对应的表达式，然后在曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，代入所写出的正弦函数表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。 在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，把测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看弹簧振子的位移———时间的关系可以用什么函数表示。 正弦曲线 四、简谐运动及其图像 1．定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规 ... ...