《浙江省高中物理 第十一章 機械振動 第1課時 簡諧運動課件 新人教版選修34》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《浙江省高中物理 第十一章 機械振動 第1課時 簡諧運動課件 新人教版選修34（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學第第1課時簡諧運動課時簡諧運動創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學研究選考研究選考把握考情把握考情知識知識內(nèi)容內(nèi)容簡諧運動簡諧運動考試要求考試要求加試加試b教學教學要求要求1.知道機械振動是一種周期性的往復運動知道機械振動是一種周期性的往復運動2.知道彈簧振子是理想化模型知道彈簧振子是理想化模型3.知道彈簧振子的位移隨時間的變化規(guī)律知道彈簧振子的位移隨時間的變化規(guī)律4.知道簡諧運動是最簡單、最基本的振動知道簡諧運動是最簡單、最基本的振動5.知道簡諧運動圖象是正弦曲線，會根據(jù)圖象特點判斷物體是否做簡諧運動知道簡諧運動圖象是正弦曲線，會根據(jù)圖象特點判斷物體是否做簡諧運動
2、6.會用實驗方法會用實驗方法(包括傳感器包括傳感器)得到振動圖象得到振動圖象7.理解簡諧運動圖象的意義和特點，知道簡諧運動的圖象并不表示質(zhì)點的運動軌跡理解簡諧運動圖象的意義和特點，知道簡諧運動的圖象并不表示質(zhì)點的運動軌跡8.了解振動圖象是記錄振動的常用方法了解振動圖象是記錄振動的常用方法創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學知識點一彈簧振子知識點一彈簧振子基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 梳梳 理理1.平衡位置平衡位置小球原來小球原來_時時的位置。的位置。2.機械振動機械振動小球在小球在_附近的附近的_運動運動，是一種機械振動，簡稱振動。，是一種機械振動，簡稱振動。靜止靜止平衡位置平衡位置往復往復創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測
3、課堂導學3.彈簧振子彈簧振子如圖如圖1所示，把一個有孔的小球裝在彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球穿所示，把一個有孔的小球裝在彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球穿在在_的的桿上，能夠自由滑動，兩者之間的摩擦可以忽略，彈簧的質(zhì)量與小球的桿上，能夠自由滑動，兩者之間的摩擦可以忽略，彈簧的質(zhì)量與小球的質(zhì)量相比也質(zhì)量相比也可以可以_，這樣的系統(tǒng)稱為彈簧振子。這樣的系統(tǒng)稱為彈簧振子。圖圖1光滑光滑忽略忽略創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學易錯警示易錯警示(1)彈簧振子不一定水平放置，例如：豎直懸掛的彈簧振子、光滑斜面上的彈簧振彈簧振子不一定水平放置，例如：豎直懸掛的彈簧振子、光滑斜面上的彈簧振子，如圖子，
4、如圖2所示。所示。圖圖2(2)振動是一種往復運動，具有周期性和往復性。振動是一種往復運動，具有周期性和往復性。創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學(多選多選)下列運動屬于機械振動的是下列運動屬于機械振動的是()A.乒乓球在地面上的自由來回上下運動乒乓球在地面上的自由來回上下運動B.彈簧振子在豎直方向的上下運動彈簧振子在豎直方向的上下運動C.秋千在空中的來回運動秋千在空中的來回運動D.豎立于水面上的圓柱形玻璃瓶的上下運動豎立于水面上的圓柱形玻璃瓶的上下運動答案答案BCD即即 學學 即即 練練創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學知識點二彈簧振子的位移知識點二彈簧振子的位移時間圖象時間圖象1.建立坐標系建立
5、坐標系如如圖圖3所示，以小球所示，以小球的的_為為坐標原點，沿坐標原點，沿著它著它的的_方向方向建立坐標軸。小球在建立坐標軸。小球在平衡位置平衡位置_邊邊時它對平衡位置的位移為正，時它對平衡位置的位移為正，在在_邊邊時為負。時為負?；?礎(chǔ)礎(chǔ) 梳梳 理理圖圖3平衡位置平衡位置振動振動右右左左用頻閃照相機拍攝時，底片從下用頻閃照相機拍攝時，底片從下向上向上_運動運動，因此在底片上留下了小球和彈，因此在底片上留下了小球和彈簧的一系列的像，對應小球在各個時刻的位置，得到如圖簧的一系列的像，對應小球在各個時刻的位置，得到如圖3所示的圖象。所示的圖象。2.振子位置的確定振子位置的確定勻速勻速創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新
6、設(shè)計課堂自測課堂導學要要 點點 精精 講講1.振子的位移振子的位移x的意義的意義振振子的位移通常以平衡位置為參考點，是由平衡位置指向振子所在位置的有向線子的位移通常以平衡位置為參考點，是由平衡位置指向振子所在位置的有向線段段(不同于一般運動的位移不同于一般運動的位移)。在。在xt圖象中，振子位置在圖象中，振子位置在t軸上方，表示位移為正軸上方，表示位移為正(如圖如圖4中中t1、t4時刻的位移時刻的位移)，位置在，位置在t軸下方表示位移為負軸下方表示位移為負(如圖如圖4中中t2時刻的位移時刻的位移)。圖圖42.圖象的物理意義：反映了振子位置隨時間變化的規(guī)律，它不是振子的運動軌跡。圖象的物理意義：
7、反映了振子位置隨時間變化的規(guī)律，它不是振子的運動軌跡。創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學【例【例1】 如圖如圖5所示是用頻閃照相的方法獲得的彈簧所示是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移振子的位移時間圖象，下列有關(guān)該圖象的說法正時間圖象，下列有關(guān)該圖象的說法正確的是確的是()A.該圖象的坐標原點是建立在彈簧振子的平衡位置該圖象的坐標原點是建立在彈簧振子的平衡位置B.從圖象可以看出小球在振動過程中是沿橫軸方向移動的從圖象可以看出小球在振動過程中是沿橫軸方向移動的C.為了顯示小球在不同時刻偏離平衡位置的位移讓底片沿垂直為了顯示小球在不同時刻偏離平衡位置的位移讓底片沿垂直x軸方向勻速運動軸方向勻速運動
8、D.圖象中小球的疏密顯示出相同時間內(nèi)小球位置變化快慢不同圖象中小球的疏密顯示出相同時間內(nèi)小球位置變化快慢不同圖圖5解析解析該圖象的坐標原點是建立在彈簧振子的平衡位置，小球的振動過程是在垂直于該圖象的坐標原點是建立在彈簧振子的平衡位置，小球的振動過程是在垂直于橫軸方向的，故橫軸方向的，故A對對B錯；由獲得圖象的方法知錯；由獲得圖象的方法知C對；頻閃照相是相同時間內(nèi)留下的小對；頻閃照相是相同時間內(nèi)留下的小球的像，因此小球的疏密顯示了它的位置變化快慢，球的像，因此小球的疏密顯示了它的位置變化快慢，D對。對。答案答案ACD創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學名師點睛名師點睛(1)彈簧振子位于關(guān)于平衡位置對
9、稱的兩點時，振子的位移大小相等，彈簧振子位于關(guān)于平衡位置對稱的兩點時，振子的位移大小相等，方向相反；振子的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反。方向相反；振子的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反。(2)振動圖象描述的是振動質(zhì)點的位移隨時間的變化關(guān)系，而非質(zhì)點運動的軌跡。振動圖象描述的是振動質(zhì)點的位移隨時間的變化關(guān)系，而非質(zhì)點運動的軌跡。比如彈簧振子的運動，其軌跡為一條線段，而它的振動圖象卻是正弦曲線。比如彈簧振子的運動，其軌跡為一條線段，而它的振動圖象卻是正弦曲線。創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學【例【例2】 如圖如圖6甲所示為一彈簧振子的位移時間圖象，在乙圖中，規(guī)定振子向右的甲所示為一
10、彈簧振子的位移時間圖象，在乙圖中，規(guī)定振子向右的方向為正方向，則方向為正方向，則()A.圖甲中振子振動的起始位置是圖甲中振子振動的起始位置是O點點B.從初始位置開始，振子向右運動從初始位置開始，振子向右運動C.甲圖中的甲圖中的O、A、B、C、D分別與乙圖中的分別與乙圖中的E、G、E、F、E對應對應D.在在t2 s時，振子的速度的方向與時，振子的速度的方向與t0時速度的方向相同時速度的方向相同甲乙甲乙圖圖6創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學解析解析由甲圖可知，起始位置位移為零，而位移是指由平衡位置指向振子所在位由甲圖可知，起始位置位移為零，而位移是指由平衡位置指向振子所在位置的有向線段的長度，故起
11、始位置應在平衡位置，選項置的有向線段的長度，故起始位置應在平衡位置，選項A正確；從初始位置開始，正確；從初始位置開始，振子的位移為正，故振子向右運動，選項振子的位移為正，故振子向右運動，選項B正確；正確；O、B、D點位移為零，對應平衡點位移為零，對應平衡位置位置E，A點為正向最大位移，對應位置為點為正向最大位移，對應位置為G，C點為負向最大位移，對應位置為點為負向最大位移，對應位置為F，選項選項C正確；正確；t0時，切線斜率為正，說明振子向正方向運動，時，切線斜率為正，說明振子向正方向運動，t2 s時，切線斜率時，切線斜率為負，說明振子向負方向運動，則兩時刻速度方向相反，選項為負，說明振子向負
12、方向運動，則兩時刻速度方向相反，選項D錯誤。錯誤。答案答案ABC創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學知識點三簡諧運動及其圖象知識點三簡諧運動及其圖象1.如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從遵從_函數(shù)函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象的規(guī)律，即它的振動圖象(xt圖象圖象)是一是一條條_曲線曲線，這樣的振動叫做簡諧運動。，這樣的振動叫做簡諧運動。2.簡諧運動是最簡單、最基本簡諧運動是最簡單、最基本的的_ ，彈簧振子的運動彈簧振子的運動就是就是_ ?；?礎(chǔ)礎(chǔ) 梳梳 理理正弦正弦正弦正弦振動振動簡諧運動簡諧運動創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學要要 點點 精精 講講1.簡諧運動的位移和一般運動
13、中的位移有很大區(qū)別，一般運動中的位移都是由初位簡諧運動的位移和一般運動中的位移有很大區(qū)別，一般運動中的位移都是由初位置指向末位置。而簡諧運動的位移都是由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置。置指向末位置。而簡諧運動的位移都是由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置。2.簡諧運動中質(zhì)點原來靜止的位置是平衡位置。振動質(zhì)點振動過程中經(jīng)過平衡位置簡諧運動中質(zhì)點原來靜止的位置是平衡位置。振動質(zhì)點振動過程中經(jīng)過平衡位置時位移是零，而速度最大。離開平衡位置時，位移變大，速度變小。速度為零處時位移是零，而速度最大。離開平衡位置時，位移變大，速度變小。速度為零處是最大位移處。是最大位移處。創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學【例【例
14、3】 如圖如圖7所示為某質(zhì)點做簡諧運動的圖象，下列說法中正確的是所示為某質(zhì)點做簡諧運動的圖象，下列說法中正確的是()A.由由PQ，位移在增大，位移在增大B.由由PQ，速度在增大，速度在增大C.由由MN，位移先減小后增大，位移先減小后增大D.由由MN，位移始終減小，位移始終減小圖圖7創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學解析解析由由PQ，質(zhì)點遠離平衡位置運動，位移在增大而速度在減小，選項，質(zhì)點遠離平衡位置運動，位移在增大而速度在減小，選項A正確，正確，B錯誤；由錯誤；由MN，質(zhì)點先向平衡位置運動，經(jīng)平衡位置后又遠離平衡位置，因而，質(zhì)點先向平衡位置運動，經(jīng)平衡位置后又遠離平衡位置，因而位移先減小后增大，
15、選項位移先減小后增大，選項C正確，正確，D錯誤。錯誤。答案答案AC創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學名師點睛名師點睛圖象的應用圖象的應用(1)確定位移及變化確定位移及變化從簡諧運動圖象可直接讀出不同時刻從簡諧運動圖象可直接讀出不同時刻t的位移值，從最大位移處向平衡位置運動過的位移值，從最大位移處向平衡位置運動過程中位移減小，從平衡位置向最大位移處運動過程中位移增大。程中位移減小，從平衡位置向最大位移處運動過程中位移增大。(2)確定各時刻速度的大小和方向確定各時刻速度的大小和方向速度的方向結(jié)合質(zhì)點的實際運動方向判斷。速度的方向結(jié)合質(zhì)點的實際運動方向判斷。速度的大小根據(jù)位移情況判斷：在平衡位置，質(zhì)點
16、速度最大；在最大位移處，速度的大小根據(jù)位移情況判斷：在平衡位置，質(zhì)點速度最大；在最大位移處，質(zhì)點速度為質(zhì)點速度為0。在從平衡位置向最大位移處運動的過程中，速度減?。辉趶淖畲笪?。在從平衡位置向最大位移處運動的過程中，速度減??；在從最大位移處向平衡位置運動的過程中，速度增大。移處向平衡位置運動的過程中，速度增大。創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學1.如圖如圖8所示的彈簧振子，所示的彈簧振子，O點為它的平衡位置，當振子從點為它的平衡位置，當振子從A點運動到點運動到C點時，振子離開平衡位置的位移是點時，振子離開平衡位置的位移是()A.大小為大小為OC，方向向左，方向向左B.大小為大小為OC，方向向右，方
17、向向右C.大小為大小為AC，方向向左，方向向左D.大小為大小為AC，方向向右，方向向右解析解析振子離開平衡位置的位移，以振子離開平衡位置的位移，以O(shè)點為起點，點為起點，C點為終點，位移大小為點為終點，位移大小為OC，方，方向向右，選項向向右，選項B正確。正確。答案答案B圖圖8創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學2.對于做簡諧運動的彈簧振子，下述說法中正確的是對于做簡諧運動的彈簧振子，下述說法中正確的是()A.振子通過平衡位置時，速度最大振子通過平衡位置時，速度最大B.振子在最大位移處時，速度最大振子在最大位移處時，速度最大C.振子在連續(xù)兩次通過同一位置時，位移相同振子在連續(xù)兩次通過同一位置時，位移
18、相同D.振子連續(xù)兩次通過同一位置時，速度相同振子連續(xù)兩次通過同一位置時，速度相同解析解析振子經(jīng)過平衡位置時速度最大，振子經(jīng)過平衡位置時速度最大，A正確；振子在最大位移處時速度最小，正確；振子在最大位移處時速度最小，B錯誤；同一位置相對于平衡位置的位移相同，錯誤；同一位置相對于平衡位置的位移相同，C正確；速度是矢量，振子經(jīng)過同一正確；速度是矢量，振子經(jīng)過同一位置時速度的大小相同，方向不一定相同，位置時速度的大小相同，方向不一定相同，D錯誤。錯誤。答案答案AC創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學3.一個質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象如圖一個質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象如圖9所示，所示，質(zhì)點在哪段時間內(nèi)的速度方向
19、和位移的方向相質(zhì)點在哪段時間內(nèi)的速度方向和位移的方向相同同()A.00.3 s和和0.30.6 sB.0.60.9 s和和0.91.2 sC.00.3 s和和0.60.9 sD.0.30.6 s和和0.91.2 s解析解析遠離平衡位置的過程是速度和位移方向相同的過程，所以遠離平衡位置的過程是速度和位移方向相同的過程，所以C正確。正確。答案答案C圖圖9創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂自測課堂導學4.一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖10所示，下列說法正確的是所示，下列說法正確的是()A.01 s速度在增大速度在增大B.01 s位移在增大位移在增大C.23 s速度在增大速度在增大D.23 s位移在增大位移在增大解析解析01 s質(zhì)點從正向最大位移處向平衡位置運動，速度增大，位移減??；質(zhì)點從正向最大位移處向平衡位置運動，速度增大，位移減?。?3 s質(zhì)點從負向最大位移處向平衡位置運動，速度增大，但相對于平衡位置的位移減質(zhì)點從負向最大位移處向平衡位置運動，速度增大，但相對于平衡位置的位移減小。故小。故A、C正確。正確。答案答案 AC圖圖10
浙江省高中物理 第十一章 機械振動 第1課時 簡諧運動課件 新人教版選修34
