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浙江省2018-2019版高中物理 第十一章 機械振動 第1課時 簡諧運動課件 新人教版選修3-4.ppt

上傳人:tia****nde 文檔編號:14448318 上傳時間:2020-07-21 格式:PPT 頁數(shù):21 大?。?4.86MB
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1、第1課時簡諧運動,研究選考把握考情,知識點一彈簧振子,基 礎(chǔ) 梳 理,1.平衡位置 小球原來_____時的位置。 2.機械振動 小球在__________附近的_____運動,是一種機械振動,簡稱振動。,靜止,平衡位置,往復,3.彈簧振子,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,小球穿在______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)量相比也可以______,這樣的系統(tǒng)稱為彈簧振子。,圖1,光滑,忽略,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子,如圖2所示。,圖2,(2)振動是一種往復運動,具有周期

2、性和往復性。,(多選)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 B.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 D.豎立于水面上的圓柱形玻璃瓶的上下運動 答案BCD,即 學 即 練,知識點二彈簧振子的位移時間圖象,1.建立坐標系 如圖3所示,以小球的_____________為坐標原點,沿著它的______方向建立坐標軸。小球在平衡位置____邊時它對平衡位置的位移為正,在____邊時為負。,基 礎(chǔ) 梳 理,圖3,平衡位置,振動,右,左,用頻閃照相機拍攝時,底片從下向上______運動,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

3、到如圖3所示的圖象。,2.振子位置的確定,勻速,要 點 精 講,1.振子的位移x的意義 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段(不同于一般運動的位移)。在xt圖象中,振子位置在t軸上方,表示位移為正(如圖4中t1、t4時刻的位移),位置在t軸下方表示位移為負(如圖4中t2時刻的位移)。,圖4,2.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。,【例1】 如圖5所示是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移時間圖象,下列有關(guān)該圖象的說法正確的是(),A.該圖象的坐標原點是建立在彈簧振子的平衡位置 B.從圖象可以看出小球在振動過程中是沿橫軸方向

4、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x軸方向勻速運動 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5,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橫軸方向的,故A對B錯;由獲得圖象的方法知C對;頻閃照相是相同時間內(nèi)留下的小球的像,因此小球的疏密顯示了它的位置變化快慢,D對。 答案ACD,名師點睛(1)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。 (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。比如彈簧振子的運動,其軌跡為一條線段

5、,而它的振動圖象卻是正弦曲線。,【例2】 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)定振子向右的方向為正方向,則(),A.圖甲中振子振動的起始位置是O點 B.從初始位置開始,振子向右運動 C.甲圖中的O、A、B、C、D分別與乙圖中的E、G、E、F、E對應 D.在t2 s時,振子的速度的方向與t0時速度的方向相同,甲乙 圖6,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,振子的位移為正,故振子向右運動,選項B正確;O、B、D點位移為零,對應平衡位置E,A點為正向最大位移,對應位置為G,C點為負

6、向最大位移,對應位置為F,選項C正確;t0時,切線斜率為正,說明振子向正方向運動,t2 s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D錯誤。 答案ABC,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)系遵從______函數(shù)的規(guī)律,即它的振動圖象(xt圖象)是一條______曲線,這樣的振動叫做簡諧運動。 2.簡諧運動是最簡單、最基本的______ ,彈簧振子的運動就是____________ 。,基 礎(chǔ) 梳 理,正弦,正弦,振動,簡諧運動,要 點 精 講,1.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

7、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。,【例3】 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(),A.由PQ,位移在增大 B.由PQ,速度在增大 C.由MN,位移先減小后增大 D.由MN,位移始終減小,圖7,解析由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A正確,B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,因而位移先減小后增大,選項C正確,D錯誤。 答案AC,名師點睛圖象的應用 (1)確定位移及

8、變化 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 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)點速度最大;在最大位移處,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,速度減小;在從最大位移處向平衡位置運動的過程中,速度增大。,1.如圖8所示的彈簧振子,O點為它的平衡位置,當振子從A點運動到C點時,振子離開平衡位置的位移是(),A.大小為OC,方向向左 B.大小為OC,方向向右 C.大小為AC,方向向左 D.大小為AC,方向向右 解析

9、振子離開平衡位置的位移,以O(shè)點為起點,C點為終點,位移大小為OC,方向向右,選項B正確。 答案B,圖8,2.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 B.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 D.振子連續(xù)兩次通過同一位置時,速度相同 解析振子經(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,B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)過同一位置時速度的大小相同,方向不一定相同,D錯誤。 答案AC,3.一個質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象如圖9所示,質(zhì)點在哪段時間內(nèi)的速度方向和位移的方向相同(),A.00.3 s和0.30.6 s B.0.60.9 s和0.91.2 s C.00.3 s和0.60.9 s D.0.30.6 s和0.91.2 s 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C正確。 答案C,圖9,4.一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖10所示,下列說法正確的是(),A.01 s速度在增大 B.01 s位移在增大 C.23 s速度在增大 D.23 s位移在增大 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??;23 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小。故A、C正確。 答案 AC,圖10,

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