简谐振动精选文档.ppt

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1、简谐振动课件本讲稿第一页，共二十四页本讲稿第二页，共二十四页Main Idea本讲稿第三页，共二十四页 物体在平衡位置附近的往复运动物体在平衡位置附近的往复运动2.特点特点:(1)平衡位置平衡位置振动停止时物体所在的位置振动停止时物体所在的位置.-“对称性对称性”(2)往复运动往复运动-“周期性周期性”1.定义定义:本讲稿第四页，共二十四页本讲稿第五页，共二十四页O理想化模型理想化模型定义定义:小球和弹簧所组成的系统小球和弹簧所组成的系统.条件条件(理想化理想化)：小球看成质点小球看成质点 忽略弹簧质量忽略弹簧质量 忽略摩擦力忽略摩擦力 看动画看动画,速度的变化速度的变化振子的运动是怎样一种运

2、振子的运动是怎样一种运动呢？动呢？思考思考本讲稿第六页，共二十四页 振子的位移振子的位移x x都是都是相对于平衡位置相对于平衡位置的位移，以平衡位置为的位移，以平衡位置为坐标原点坐标原点O O，沿振动方向建立坐标轴。规定在，沿振动方向建立坐标轴。规定在O O点右边时位点右边时位移为正，在左边时位移为负。移为正，在左边时位移为负。三、弹簧振子的位移三、弹簧振子的位移时间图象（即振动图象）时间图象（即振动图象）O 研究弹簧振子的运动研究弹簧振子的运动本讲稿第七页，共二十四页（1 1）频闪照片）频闪照片 图象绘制方法图象绘制方法三、弹簧振子的位移三、弹簧振子的位移时间图象（即振动图象）时间图象（即振

3、动图象）思考：思考：如何理解这就是振子的位移时间图象如何理解这就是振子的位移时间图象?如图是弹簧振子的如图是弹簧振子的频闪照频闪照片片，频闪仪每隔，频闪仪每隔_s闪光一闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，次，闪光的瞬间振子被照亮，拍摄时底片从下向上拍摄时底片从下向上_运运动，因此在底片上留下了动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像，小球和弹簧的一系列的像，相邻两个像之间相隔相邻两个像之间相隔_s。本讲稿第八页，共二十四页体验：体验：一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与纸运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，观察得到的图动方向相垂直方向用笔往复画线段，观察得

4、到的图象象三、弹簧振子的位移三、弹簧振子的位移时间图象（即振动图象）时间图象（即振动图象）本讲稿第九页，共二十四页绘制地震曲线的装置绘制地震曲线的装置本讲稿第十页，共二十四页三、弹簧振子的位移三、弹簧振子的位移时间图象（即振动图象）时间图象（即振动图象）也可用位移传感器和计算机描绘也可用位移传感器和计算机描绘本讲稿第十一页，共二十四页 我们所得到的小球运动我们所得到的小球运动的的xt图象很像正弦曲线，图象很像正弦曲线，是不是这样呢？你用什么方是不是这样呢？你用什么方法来检验？法来检验？思考思考3、验证、验证:本讲稿第十二页，共二十四页方法一方法一 验证法验证法:假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它

5、的振幅和周期，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，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。是一条正弦曲线。方法二方法二 拟合法拟合法:在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，把在图中，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，然后按照计算机测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按照计

6、算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看弹簧振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子的位移时间的关系可以用什么函数表示。时间的关系可以用什么函数表示。本讲稿第十三页，共二十四页结论：结论：弹簧振子的振动图弹簧振子的振动图象象是一条是一条正弦曲线正弦曲线.本讲稿第十四页，共二十四页 四、简谐运动四、简谐运动1、定义：、定义：质点的位移随时间按质点的位移随时间按正正弦规律弦规律变化的振动变化的振动.如：弹簧振子的运动等。如：弹簧振子的运动等。本讲稿第十五页，共二十四页本讲稿第十六页，共二十四页简谐运动是最简单、最基本的振动。简谐运动是最简单、最基本的振动。本讲稿第十七页，共二

7、十四页2、振动图象、振动图象(x-t图象图象)横坐标横坐标时间；纵坐标时间；纵坐标偏离平衡位置的位移偏离平衡位置的位移 四、简谐运动四、简谐运动振动图象是一条正弦曲线振动图象是一条正弦曲线.本讲稿第十八页，共二十四页思考思考1、简谐运动的图象就是物体的运动、简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？轨迹吗？2、由简谐运动的图象判断简谐、由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？运动属于下列哪一种运动？A、匀变速运动、匀变速运动 B、匀速直线运动、匀速直线运动 C、变加速运动、变加速运动 D、匀加速直线运动、匀加速直线运动 本讲稿第十九页，共二十四页例题例题2：某一弹簧振子的振动图象如图所示，则

8、某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（由图象判断下列说法正确的是（）A、振子偏离平衡位置的最大距离为、振子偏离平衡位置的最大距离为10cmB、1s到到2s的时间内振子向平衡位置运动的时间内振子向平衡位置运动C、2s时和时和3s时振子的位移相等，运动方向也相同时振子的位移相等，运动方向也相同D、振子在、振子在2s内完成一次往复性运动内完成一次往复性运动1050-5-10t/sx/cm1 2 3 4 5 6AB本讲稿第二十页，共二十四页某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。下列说法正确某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。下列说法正确的是（的是（）A、第、第1s

9、内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反B、第、第2s末振子相对于平衡位置的位移为末振子相对于平衡位置的位移为-20cmC、第、第2s末和第末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同，但瞬时末振子相对于平衡位置的位移均相同，但瞬时速度方向相反速度方向相反D、第、第1s内和第内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反。时速度方向相反。20-20t/sx/cm0 1 2 3 4 5 6D练习练习本讲稿第二十一页，共二十四页一、机械振动：一、机械振动：1.定义定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动物体在平衡位置附近所做的往复运动.2.特点特点:对称性对称性;周期性周期性.二、弹簧振子模型：二、弹簧振子模型：1.小球看成质点小球看成质点;2.忽略弹簧质量忽略弹簧质量;3.忽略摩擦力忽略摩擦力.四、简谐运动：四、简谐运动：1、定义、定义:质点的位移随时间按正弦规律变化的振动质点的位移随时间按正弦规律变化的振动.2、图象图象:是一条正弦曲线是一条正弦曲线.三、三、振动图象振动图象(x-t图象图象)横坐标横坐标t时间时间;纵坐标纵坐标x偏离平衡位置的位移偏离平衡位置的位移.本讲稿第二十二页，共二十四页作业：作业：P4问题与练习问题与练习3、4本讲稿第二十三页，共二十四页本讲稿第二十四页，共二十四页