,简谐运动,简谐运动,教学目标,通过观察和分析，理解简谐运动的位移,时间图象是一条正弦曲线,经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图象描绘运动的方法,认识弹簧振子,教学目标通过观察和分析，理解简谐运动的位移时间图象是一条,简谐运动的概念,简谐运动过程中的位移、加速度和速度的变化规律,简谐运动的位移时间图像,教学重点,教学难点,简谐运动过程中的位移、加速度和速度的变化规律,简谐运动的位移时间图像,简谐运动的概念简谐运动过程中的位移、加速度和速度的变化规律,钟摆的摆动,钟摆的摆动,水中浮标的上下浮动,水中浮标的上下浮动,担物行走时扁担下物体的颤动,担物行走时扁担下物体的颤动,树梢在微风中的摇摆,树梢在微风中的摇摆,荡秋千,荡秋千,一切发声的物体都在振动,一切发声的物体都在振动,地震是大地的剧烈振动,地震是大地的剧烈振动,小朋友坐在木马上来回摇摆,小朋友坐在木马上来回摇摆,枝头上的小鸟飞离枝头时，树枝会发生颤动,枝头上的小鸟飞离枝头时，树枝会发生颤动,机械振动,这些运动的共同特点是什么？,也称这中心为平衡位置,“,往复”意味着具有“周期性”,围绕着“中心”位置,“,往复”运动,“,中心”意味着具有“对称性”,知道一次完整的运动情况可推之后的运动情况,机械振动这些运动的共同特点是什么？也称这中心为平衡位置“,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。,机械振动平衡位置：振子原来静止时的位置（一般情况,机械振动,判断下列物体的运动是否是机械振动,小球在竖直面内的摆动,小球在两光滑斜面上的滚动,小球在两弹簧作用下的左右运动,小球在桌面上的反弹,小球在竖直弹簧作用下的上下运动,机械振动判断下列物体的运动是否是机械振动小球在竖直面内的摆,把一个有孔的小球装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的杆上，能够自由滑动，两者之间的摩擦可以忽略，弹簧的质量与小球相比也可以忽略。,把小球拉向右方，然后放开，它就左右运动起来。,把一个有孔的小球装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定,知道弹簧振子的结构与特性,理解简谐运动的定义,什么是简谐运动,知道弹簧振子的结构与特性理解简谐运动的定义什么是简谐运动,弹簧振子,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。,概念：,不计阻力,理想化模型：,弹簧的质量与小球相比可以忽略。,振子的运动是怎样一种运动呢？,弹簧振子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,弹簧振子的位移随时间变化规律,位移随时间的变化规律,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。规定在,O,点右边时位移为正，在左边时位移为负。,弹簧振子的位移随时间变化规律位移随时间的变化规律振子的,弹簧振子的位移随时间变化规律,描点作图法,第一个,1/2,周期：,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：,时间,t(s),位移,x(m),20.0,17.7,10.3,0.1,-10.1,-17.8,-20.0,弹簧振子的位移随时间变化规律描点作图法第一个1/2周期：时间,弹簧振子的位移随时间变化规律,描点作图法,横坐标：振动时间,t,纵坐标：振子相对于平衡位置的位移,余弦曲线,弹簧振子的位移随时间变化规律描点作图法横坐标：振动时间t纵坐,弹簧振子的位移随时间变化规律,描图记录法,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。,弹簧振子的位移随时间变化规律描图记录法在弹簧振子的小球上安装,弹簧振子的位移随时间变化规律,上图中画出的小球运动的,xt,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,弹簧振子的位移随时间变化规律上图中画出的小球运动的xt图象,简谐运动,定义：如果质点的,位移与时间的关系遵从正弦函数,的规律，即它的振动图象（,xt,图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。,如：弹簧振子的运动。,简谐运动是最简单、最基本的振动。,简谐运动定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,简谐运动,简谐运动实例,音叉叉股上各点的振动是简谐运动,弹簧片上各点的振动是简谐运动,摆锤上各点的振动是简谐运动,简谐运动简谐运动实例音叉叉股上各点的振动是简谐运动弹簧片上各,简谐运动记录方法的应用,上述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,简谐运动记录方法的应用上述记录振动的方法在实际中有很多应用。,简谐运动是最简单、最基本的振动。,下面我们就来一起研究简谐运动的运动学物理量有怎样的变化规律,简谐运动是最简单、最基本的振动。下面我们就来一起研究简谐运动,学会分析简谐运动中的位移、加速度、速度,知道位移、加速度、速度的变化规律,简谐运动的规律,学会分析简谐运动中的位移、加速度、速度知道位移、加速度、速度,简谐运动的规律,平衡位置,O,：弹簧振子静止时的位置。,振动位移,x,：由平衡位置指向振子所在处的有向线段。,随着弹簧振子的运动，它的位移、合外力、加速度、速度分别怎样变化？,简谐运动的规律平衡位置O：弹簧振子静止时的位置。振动位移x,简谐运动的规律,物理量,位移,x,合外力,F,加速度,a,速度,v,方向,大小,方向,方向,大小,大小,变化过程,BO,OB,BO,OB,向右,向左,减小,向左,减小,向左,增大,增大,向右,增大,向左,减小,向左,减小,向右,减小,向右,增大,向右,增大,向左,增大,向右,减小,简谐运动的规律物理量位移x合外力F加速度a速度v方向大小方,简谐运动的规律,物理量,位移,x,合外力,F,加速度,a,速度,v,变化过程,方向,方向,方向,大小,大小,大小,BO,OB,BO,OB,向右,减小,向左,减小,向左,增大,向左,增大,向右,增大,向左,减小,向左,减小,减小,增大,向右,向右,向右,向右,向左,增大,增大,增大,在弹簧振子的运动过程中,位移和合外力、加速度的方向相反，变化趋势相同；,速度和合外力、加速度的大小变化趋势相反；,简谐运动的规律物理量位移x合外力F加速度a速度v变化过程方,简谐运动的规律,简谐运动属于下列哪一种运动（）,A.,匀速直线运动,B.,匀变速直线运动,C.,匀变速曲线运动,D.,加速度改变的变速运动,D,简谐运动的规律简谐运动属于下列哪一种运动（）A.匀速直线,简谐运动的规律,一个质点在平衡位置附近做简谐振动，在下图的,4,个函数图像中，正确表达加速度,a,与对平衡位置的位移,x,的关系应是（）,D,简谐运动的规律一个质点在平衡位置附近做简谐振动，在下图的4个,知道如何从简谐运动的图像中获取信息,知道斜率判断速度的方法,简谐运动的图像,知道如何从简谐运动的图像中获取信息知道斜率判断速度的方法简谐,简谐运动的图象,简谐运动的位移,时间图象,横坐标,时间；纵坐标,偏离平衡位置的位移,如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（,x-t,图像）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。,简谐运动的图象简谐运动的位移时间图象横坐标时间；纵,简谐运动的图象,简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？,不是,简谐运动的图象简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？不是,简谐运动的图象,由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？,A,、匀变速运动,B,、匀速直线运动,C,、变加速运动,D,、匀加速直线运动,C,简谐运动的图象由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动,简谐运动的图象,如图，弹簧竖直放置，下端连接一个钢球，将钢球托起一定高度，释放后，钢球变上下振动，那么此钢球的运动是简谐运动吗？,频,闪,照,片,法,正弦曲线,此钢球的运动是简谐运动,简谐运动的图象如图，弹簧竖直放置，下端连接一个钢球，将钢球托,问题与练习,OO,1,坐标轴上的坐标代表时间，纵坐标代表偏离平衡位置的位移。因为要用相等的位移表示相等的时间，所以只有匀速拖动白纸才能保证时间均匀变化；如果拖动白纸的速度是 ，在,OO,1,坐标轴上应该每,5cm,为,1,格，每格表示,1s,。,如图所示，两人合作，模拟振动曲线的记录装置。先在白纸中央画一条直线,OO,1,使它平行于纸的长边，作为图象的横坐标轴。一个人用手使铅笔尖在白纸上沿垂直于,OO,1,的方向振动，另一个人沿,OO,1,的方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的,x-t,图象。,请完成这个实验，并解释：白纸上,OO,1,轴上的坐标代表什么物理量？纵坐标代表什么物理量？为什么必须匀速拖动白纸？如果拖动白纸的速度是 ，在,OO,1,坐标轴上应该怎样标出时间的坐标刻度？,人教版高中物理选修,3-4 11.1,简谐运动,(,共,42,张,PPT),人教版高中物理选修,3-4 11.1,简谐运动,(,共,42,张,PPT),问题与练习OO1坐标轴上的坐标代表时间，纵坐标代表偏离平衡位,问题与练习,如图是某质点做简谐运动的振动图象。根据图象中的信息，回答下列问题。（,1,）质点离开平衡位置的最大距离有多大？（,2,）在,1.5s,和,2.5s,这两个时刻，质点的位置各在哪里？（,3,）在,1.5s,和,2.5s,这两个时刻，质点向哪个方向运动？,（,1,）质点离开平衡位置的最大距离为,10cm,（,2,）在,1.5s,和,2.5s,时，质点的位置都在距平衡位置约,7cm,处，分别位于平衡位置两侧（,3,）在这两个时刻，质点都向,x,轴的反方向运动,人教版高中物理选修,3-4 11.1,简谐运动,(,共,42,张,PPT),人教版高中物理选修,3-4 11.1,简谐运动,(,共,42,张,PPT),问题与练习如图是某质点做简谐运动的振动图象。根据图象中的信息,问题与练习,如图，在,t=0,到,t=4s,的范围内回答以下问题。（,1,）质点相对平衡位置的位移的方向在哪些时间内跟它的瞬时速度的方向相同？在哪些时间内跟瞬时速度的方向相反？（,2,）质点在第,2s,末的位移是多少？（,3,）质点在前,2s,内走过的路程是多少？,（,1,）第,1s,内和第,3s,内，位移方向跟瞬时速度的方向相同。第,2s,内和第,4s,内，位移方向跟瞬时速度的方向相反。,（,2,）,0,（,3,）,20cm,人教版高中物理选修,3-4 11.1,简谐运动,(,共,42,张,PPT),人教版高中物理选修,3-4 11.1,简谐运动,(,共,42,张,PPT),问题与练习如图，在t=0到t=4s的范围内回答以下问题。（,1.,书面语是由口语加工而成的，大多采用书面形式表达，由于言者与听者、作者与读者不是直接接触，所以在修辞上要求有严密性、系统性和规范性。,2.,本文是一篇充满激情、现场发挥的讲演词，口语色彩极浓，从而更好地表达了自己的感情。,3,通过对经济危机爆发原因的分析，使学生认识到历次危机爆发的形式虽有所不同，但就其根源来讲，都是源于资本主义社会的基本矛盾。,4,通过对罗斯福新政的内容和影响的讲述，使学生认识到罗斯福新政在维护资本主义制度的前提下进行调整改革，克服了危机，但不能根本消除危机。引导学生辩证地看待资本主义国家的改革和内部调整。,5.,了解,“,三角贸易,”,的背景，知道,“,三角贸易,”,路