云南省峨山彝族自治縣高中物理第十一章機(jī)械振動(dòng)課件（打包5套）新人教版選修.zip,云南省,峨山彝族自治縣,高中物理,第十一,機(jī)械振動(dòng),課件,打包,新人,選修 第一節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng) 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 知道機(jī)械振動(dòng) 平衡位置的概念 2 了解彈簧振子這一物理模型 3 了解簡諧運(yùn)動(dòng)的特征 4 理解簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象為一正弦曲線 理解其物理意義 第十一章機(jī)械振動(dòng) 一 彈簧振子1 平衡位置 振子原來靜止時(shí)的位置 2 機(jī)械振動(dòng) 振子在 附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 簡稱振動(dòng) 3 彈簧振子 由 和 組成的系統(tǒng) 是一種理想模型 4 振子模型 有水平彈簧振子和豎直彈簧振子 如圖所示 圖甲中球與桿之間的摩擦可以 且彈簧的質(zhì)量與小球的質(zhì)量相比可以 平衡位置 小球 彈簧 忽略 忽略 判一判 1 1 小鳥飛走后樹枝的運(yùn)動(dòng)不是機(jī)械振動(dòng) 2 彈簧振子同質(zhì)點(diǎn)一樣都是理想模型 3 平衡位置即速度為零時(shí)的位置 提示 1 2 3 二 彈簧振子的位移 時(shí)間圖象1 建立坐標(biāo)系 以小球的 為坐標(biāo)原點(diǎn) 沿著 方向建立坐標(biāo)軸 小球在平衡位置 時(shí)它對平衡位置的位移為正 在 時(shí)為負(fù) 以水平彈簧振子為例 2 位移 時(shí)間圖象 橫坐標(biāo)表示振子振動(dòng)的 縱坐標(biāo)表示振子相對 的位移 如圖所示 平衡位置 振動(dòng) 右邊 左邊 時(shí)間 平衡位置 想一想 2 彈簧振子的位移 時(shí)間圖象是不是振子的運(yùn)動(dòng)軌跡 提示 不是 彈簧振子的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線 三 簡諧運(yùn)動(dòng)及其圖象1 定義 如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從 函數(shù)的規(guī)律 即它的振動(dòng)圖象 x t圖象 是一條正弦曲線 這樣的振動(dòng)叫做簡諧運(yùn)動(dòng) 2 特點(diǎn) 簡諧運(yùn)動(dòng)是最簡單 最基本的 彈簧振子的運(yùn)動(dòng)就是 3 簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象 是一條正弦曲線 表示做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn) 隨時(shí)間變化的規(guī)律 4 圖象的應(yīng)用 醫(yī)院里的 地震儀中繪制地震曲線的裝置 正弦 振動(dòng) 簡諧運(yùn)動(dòng) 位移 心電圖 想一想 3 在簡諧運(yùn)動(dòng)中 彈簧振子的位移與機(jī)械運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)的位移有何不同 提示 機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的位移是從初位置到末位置的有向線段 在簡諧運(yùn)動(dòng)中 振子的位移總是相對于平衡位置而言的 都是從平衡位置開始指向振子所在的位置 彈簧振子與簡諧運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 4 三者關(guān)系 大小變化關(guān)系 位移變大 加速度變大 速度變小 反之 位移變小 加速度變小 速度變大 是否唯一性關(guān)系 位移確定 加速度唯一確定 而速度 方向 不能唯一確定 速度確定 最大除外 位移和加速度的大小唯一確定 但方向不能唯一確定 特別提醒 彈簧振子在運(yùn)動(dòng)過程中 振子所受到的彈力隨位移的變化而變化 所以振子受到的彈力是變力 彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng) 切不可作為勻變速運(yùn)動(dòng)處理 一彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng) 下列說法中正確的是 A 若位移為負(fù)值 則速度一定為正值 加速度也一定為正值B 振子通過平衡位置時(shí) 速度為零 加速度最大C 振子每次經(jīng)過平衡位置時(shí) 加速度相同 速度也一定相同D 振子每次通過同一位置時(shí) 其速度不一定相同 但加速度一定相同 思路探究 1 簡諧運(yùn)動(dòng)的位移是如何規(guī)定的 2 位移的方向與加速度的方向有何關(guān)系 3 振動(dòng)過程中 振子經(jīng)過同一位置哪些量相同 哪些量不同 D 規(guī)律總結(jié) 1 振子的位移方向與加速度方向一定相反 2 除最大位移外 振子連續(xù)兩次經(jīng)過同一位置時(shí) 位移的方向是一定的 而速度卻有兩個(gè)相反方向 1 形狀 正 余 弦曲線 2 物理意義 表示振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移 是位移隨時(shí)間的變化規(guī)律 3 獲取信息 1 可直接讀出振子在某一時(shí)刻相對于平衡位置的位移大小 2 從振動(dòng)圖象上可直接讀出正 負(fù) 位移的最大值 3 可判斷某一時(shí)刻振動(dòng)物體的速度方向和加速度方向 以及它們的大小和變化趨勢 特別提醒 振動(dòng)圖象描述的是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系 而非質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡 簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象 x t圖象 如圖所示為某物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象 下列說法中正確的是 A 由P Q 位移在增大B 由P Q 速度在增大C 由M N 位移先減小后增大D 由M N 位移始終減小 思路探究 1 由圖象分析 P Q哪點(diǎn)離平衡位置近 M N哪點(diǎn)離平衡位置近 2 質(zhì)點(diǎn)遠(yuǎn)離平衡位置時(shí) 位移 速度如何變化 質(zhì)點(diǎn)靠近平衡位置時(shí) 位移 速度如何變化 AC 解析 由P Q 位置坐標(biāo)越來越大 質(zhì)點(diǎn)遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng) 位移在增大而速度在減小 選項(xiàng)A正確 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 由M N 質(zhì)點(diǎn)先向平衡位置運(yùn)動(dòng) 經(jīng)平衡位置后又遠(yuǎn)離平衡位置 因而位移先減小后增大 選項(xiàng)C正確 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 借題發(fā)揮應(yīng)用簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象 1 可以從圖象中直接讀出某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移大小和方向 速度方向 質(zhì)點(diǎn)的最大位移 2 也可比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移的大小 速度的大小 3 還可以預(yù)測一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置的正向或負(fù)向 質(zhì)點(diǎn)位移的大小與方向 速度的方向和大小的變化趨勢 簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性 2 速度的對稱 1 物體連續(xù)兩次經(jīng)過同一點(diǎn) 如D點(diǎn) 的速度大小相等 方向相反 2 物體經(jīng)過關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn) 如C與D 的速度大小相等 方向可能相同 也可能相反 3 位移和加速度的對稱 1 物體經(jīng)過同一點(diǎn) 如C點(diǎn) 時(shí) 位移和加速度均相同 2 物體經(jīng)過關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn) 如C與D 時(shí) 位移與加速度均是大小相等 方向相反 特別提醒 物體做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí) 經(jīng)過同一點(diǎn)或?qū)ΨQ點(diǎn)時(shí) 位移 速度 加速度是否相同 關(guān)鍵看方向 經(jīng)過同一點(diǎn)時(shí) 位移和加速度一定相同 但速度不一定相同 經(jīng)過對稱點(diǎn)時(shí) 位移 加速度大小相等 方向相反 但速度既有可能相同 也有可能大小相等 方向相反 如圖所示 一個(gè)做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn) 先后以同樣的速度通過相距10cm的A B兩點(diǎn) 歷時(shí)0 5s 過B點(diǎn)后再經(jīng)過t 0 5s 質(zhì)點(diǎn)以大小相等 方向相反的速度再次通過B點(diǎn) 則質(zhì)點(diǎn)從離開O點(diǎn)到再次回到O點(diǎn)歷時(shí) O點(diǎn)為AB的中點(diǎn) A 0 5sB 1 0sC 2 0sD 4 0s 思路探究 1 質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)到平衡位置的時(shí)間tAO與從平衡位置向右運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間tOB有什么關(guān)系 2 質(zhì)點(diǎn)從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的時(shí)間tBD與從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間tDB有什么關(guān)系 B 規(guī)律總結(jié)應(yīng)用簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性來解題會(huì)使問題處理起來快捷而方便 有時(shí)有些諸如質(zhì)點(diǎn)的實(shí)際振動(dòng)問題就必須利用對稱性來解決 易錯(cuò)辨析 對簡諧運(yùn)動(dòng)中平衡位置的理解 范例 彈簧上端固定在O點(diǎn) 下端連接一小球 組成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng) 如圖所示 用手向下拉一小段距離后釋放小球 小球便上下振動(dòng)起來 下列說法正確的是 A 小球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)為平衡位置B 彈簧原長時(shí)的位置為平衡位置C 小球運(yùn)動(dòng)速度為零的位置為平衡位置D 小球原來靜止時(shí)的位置為平衡位置 D 錯(cuò)因分析 簡諧運(yùn)動(dòng)中的平衡位置是物體靜止時(shí)所處的位置 易誤認(rèn)為物體在平衡位置時(shí)速度為零 而錯(cuò)選C 解析 平衡位置是指振子處于平衡狀態(tài)時(shí)所處的位置 故D選項(xiàng)正確 真知灼見 平衡位置是指原來靜止時(shí)的位置 而并非運(yùn)動(dòng)過程中速度為零的位置 在運(yùn)動(dòng)過程中 物體到達(dá)平衡位置時(shí) 具有最大速度 平衡位置一定是受力平衡的位置 THANKS