高中物理新教材《简谐运动》ppt版课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/10/17,0,1,简谐运动,1简谐运动,1,高中物理新教材简谐运动ppt版课件,2,自主阅读,自我检测,一、弹簧振子及其位移,时间图像,1,.,机械振动,物体或物体的一部分在一个,附近的,运动称为机械振动,简称振动。,2,.,平衡位置,振动物体所受合力为,0,的位置叫作平衡位置。,3,.,弹簧振子,(,或振子,),把一个有小孔的小球连接在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球套在光滑的杆上,能够自由滑动。弹簧的质量与小球相比可以忽略。小球运动时空气阻力,也可以忽略。小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子。,4,.,弹簧振子的位移,时间图像,小球相对,的位移随时间变化的图像。,位置,往复,很小,平衡位置,自主阅读自我检测一、弹簧振子及其位移时间图像位置往复很小平,3,自主阅读,自我检测,二、简谐运动,1,.,定义,如果物体的位移与时间的关系遵从,的规律,即它的振动图像,(,x,-,t,图像,),是一条,曲线,这样的振动是一种简谐运动。,2,.,特点,简谐运动是最简单、最基本的机械振动。弹簧振子的运动就是简谐运动。,正弦函数,正弦,自主阅读自我检测二、简谐运动正弦函数正弦,4,自主阅读,自我检测,1,.,正误判断,(1),简谐运动就是指弹簧振子的运动。,(,),(2),简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一,种运动,。,(,),(3),只要有弹簧、物体,就可以组成弹簧振子。,(,),(4),振动的物体可以做直线运动,也可以做曲线运动。,(,),(5),振动物体的位移都是以平衡位置为初位置的。,(,),(6),振动图像是振子的运动轨迹。,(,),解析,:,只要运动的,x,-,t,图像满足正弦曲线,该运动即为简谐运动。,解析,:,弹簧振子是一种理想模型,它要求物体与水平杆之间的摩擦忽略不计,弹簧的质量比物体的质量小得多,也可以忽略不计。,解析,:,振动图像是振子相对平衡位置的位移随时间变化的图像,不是运动轨迹。,自主阅读自我检测1.正误判断解析:只要运动的x-t图像满足,5,自主阅读,自我检测,2,.,(,多选,),下列说法正确的是,(,),A.,机械振动就是简谐运动,B.,只有振动图像是正弦曲线的机械振动才是简谐运动,C.,简谐运动是匀速运动,D.,弹簧振子、质点和点电荷都是理想化模型,答案,:,BD,自主阅读自我检测2.(多选)下列说法正确的是()答案:B,6,问题一,问题二,当堂检测,对弹簧振子和简谐运动的理解,情境探究,如图所示,弹簧连接的塑料小球穿在细木杆上,该装置是否为弹簧振子,?,若不计小球与杆间的摩擦,小球运动过程中通过,B,点时,小球的位移如何表示,?,要点提示,:,小球为塑料小球,质量较小,因此该装置不能看作弹簧振子,;,小球的位移大小为,O,B,的长度,方向由,O,指向,B,。,问题一问题二当堂检测对弹簧振子和简谐运动的理解要点提示:小球,7,问题一,问题二,当堂检测,知识归纳,1,.,对弹簧振子的理解,(1),弹簧振子是一个理想化模型,跟前面学习的质点、点电荷等一样,是为研究问题而抓住主要因素、忽略次要因素的一种科学的处理方法。,(2),平衡位置,振子静止时的位置,在平衡位置时,物体受到的合力为零。,在平衡位置时,弹簧不一定处于原长。,(3),实际物体看作弹簧振子的四个条件,弹簧的质量比物体的质量小得多,可以认为整体质量集中于物体上,;,构成弹簧振子的物体体积足够小,可以认为物体是一个质点,;,忽略弹簧以及物体与水平杆之间的摩擦力,;,物体从平衡位置被拉开的位移在弹簧弹性限度内。,问题一问题二当堂检测知识归纳,8,问题一,问题二,当堂检测,2,.,对简谐运动的理解,(1),简谐运动的位移,振动位移可用从平衡位置指向振子所在位置的有向线段表示,方向为从平衡位置指向振子所在位置,大小为平衡位置到该位置的距离。,位移的表示方法,:,以平衡位置为坐标原点,以振动所在的直线为坐标轴,规定正方向,则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示。,(2),简谐运动的速度,物理含义,:,速度是描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。在所建立的坐标轴上,速度的正、负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反。,特点,:,振子在平衡位置速度最大,在两最大位移处速度为零。,问题一问题二当堂检测2.对简谐运动的理解,9,问题一,问题二,当堂检测,(3),加速度,产生,:,水平弹簧振子的加速度是由弹簧弹力产生的。,方向特点,:,与弹簧弹力方向相同,总是指向平衡位置,始终和位移方向相反。,大小变化规律,:,远离平衡位置运动,振子的加速度增大,;,向平衡位置运动,振子的加速度减小。平衡位置,振子的加速度为零,;,最大位移处,振子的加速度最大,。,简谐运动中的位移、速度和加速度是彼此独立的物理量,在同一位置,物体的位移和加速度的方向是一定的,而速度的方向却有两种可能。,问题一问题二当堂检测(3)加速度,10,问题一,问题二,当堂检测,典例剖析,例题,1,关于水平放置的弹簧振子的运动,下列说法正确的是,(,),A.,若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值,B.,振子通过平衡位置时,速度为零,加速度最大,C.,振子每次通过平衡位置时,加速度相同,速度也一定相同,D.,振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同,问题一问题二当堂检测典例剖析,11,问题一,问题二,当堂检测,答案,:,D,解析,:,如图所示,因为弹簧振子的位移是以平衡位置,O,为起点的,设向右为正,则当振子在,O,B,段时,位移为正,在,O,A,段时位移为负,可见当振子由,O,向,A,运动时其位移为负值,速度也是负值,故选项,A,错误,;,振子在平衡位置时,弹力为零,加速度,a,为零,但速度最大,故选项,B,错误,;,振子在平衡位置,O,时,速度方向可以是不同的,故选项,C,错误,;,位移相同时,弹簧产生弹力相同,加速度,a,相同,但振子在该点的速度方向可以向左,也可以向右,故选项,D,正确。,规律方法,分析弹簧振子运动各量的变化关系时,要和实际弹簧振子的运动联系起来,画出草图后进行分析。,问题一问题二当堂检测答案:D规律方法 分析弹簧振子运动各量,12,问题一,问题二,当堂检测,变式训练,1,弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中,(,),A.,振子所受的弹力逐渐增大,B.,振子的位移逐渐增大,C.,振子的速度逐渐减小,D.,振子的加速度逐渐减小,答案,:,D,解析,:,向平衡位置运动时位移逐渐减小,而弹力与位移成正比,故弹簧弹力减小,由牛顿第二定律知,加速度也减小。振子向着平衡位置运动时,弹力与速度方向一致,故振子的速度逐渐增大。,问题一问题二当堂检测变式训练1弹簧振子在光滑水平面上做简谐运,13,问题一,问题二,当堂检测,对简谐运动图像的理解,情境探究,如图所示,在弹簧振子的小球上固定安置一记录用的绘图笔,P,在下面放一条白纸带,绘图笔可在纸上留下痕迹,。,(1),振子振动时白纸不动,画出的轨迹是怎样的,?,(2),振子振动时,匀速拖动白纸,画出的轨迹又是怎样的,?,要点提示,:,(1),一条线段。,(2),一条正弦曲线。,问题一问题二当堂检测对简谐运动图像的理解要点提示:(1)一条,14,问题一,问题二,当堂检测,知识归纳,1,.,形状,:,正弦曲线。,2,.,物理意义,:,表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置的位移,是位移随时间的变化规律。,3,.,获取信息,:,(1),任意时刻质点位移的大小和方向。如图甲所示,质点在,t,1,、,t,2,时刻的位移分别为,x,1,和,-x,2,。,第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),问题一问题二当堂检测知识归纳第二章1简谐运动2020-,15,问题一,问题二,当堂检测,(2),任意时刻质点的振动方向,:,看下一时刻质点的位置,如图乙中,A,点,下一时刻离平衡位置更远,故,A,点此刻向上振动。,(3),某段时间内位移、速度、加速度的变化情况判断,:,先判断质点在这段时间内的振动方向,从而确定各物理量的变化。如图甲所示,质点在,t,1,时刻到,t,0,时刻这段时间内,离平衡位置的位移变小,故质点正向平衡位置运动,速度增大,位移和加速度都变小,。,弹簧振子的轨迹是一条线段,振动图像是正弦曲线。,第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),问题一问题二当堂检测(2)任意时刻质点的振动方向:看下一时刻,16,问题一,问题二,当堂检测,典例剖析,例题,2,某质点做简谐运动的振动图像如图所示,根据图像中的信息,回答下列问题,:,(1),求质点在第,1,.,5 s,末的位移,;,(2),质点振动过程中的最大位移为多少,?,(3),在前,2 s,内,质点经过的路程为多少,?,解析,:,(1),由,x,-,t,图像可以读出,1,.,5,s,末质点的位移为,-,5,cm,。,(2),前,2,s,内,在,0.5,s,末和,1.5,s,末位移最大,大小为,5,cm,。,(3),前,2,s,内质点先朝正方向运动一个来回,共走,10,cm;,又在负方向上运动了一个来回,也为,10,cm,故总路程为,20,cm,。,答案,:,(1),-,5 cm,(2)5 cm,(3)20 cm,第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),问题一问题二当堂检测典例剖析解析:(1)由x-t图像可以读出,17,问题一,问题二,当堂检测,变式训练,2,如图甲所示,弹簧振子的最左端,M,(,或最右端,N,),距离平衡位置的距离为,L,规定向右为正,其振动图像如图乙所示,下列说法正确的是,(,),A.,图中,x,0,应为,L,B.,Ot,1,时间内振子由,M,向,O,运动,第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),问题一问题二当堂检测变式训练2如图甲所示,弹簧振子的最左端M,18,问题一,问题二,当堂检测,答案,:,A,第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),问题一问题二当堂检测答案:A第二章1简谐运动2020,19,问题一,问题二,当堂检测,1,.,(,多选,),下列图像能够表示简谐运动图像的是,(,),答案,:,BCD,第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),第二章,1,简谐运动,2020-2021【,新教材,】,人教版（,2019,）高中物理选修第一册课件,(,共,24,张,PPT),问题一问题二当堂检测1.(多选)下列图像能够表示简谐运动图像,20,问题一,问题二,当堂检测,2,.,(,多选,),对于弹簧振子的简谐运动,下述说法正确的是,(,),A.,振