高中物理第十一章机械振动第1课时简谐运动学案新人教版

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1、第1课时　简谐运动[研究选考·把握考情]知识内容简谐运动考试要求加试b教学要求1.知道机械振动是一种周期性的往复运动2.知道弹簧振子是理想化模型3.知道弹簧振子的位移随时间的变化规律4.知道简谐运动是最简单、最基本的振动5.知道简谐运动图象是正弦曲线，会根据图象特点判断物体是否做简谐运动6.会用实验方法(包括传感器)得到振动图象7.理解简谐运动图象的意义和特点，知道简谐运动的图象并不表示质点的运动轨迹8.了解振动图象是记录振动的常用方法知识点一　弹簧振子[基础梳理]1.平衡位置小球原来静止时的位置。2.机械振动小球在平衡位置附近的往复运动，是一种机械振

2、动，简称振动。3.弹簧振子如图1所示，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，弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽略，这样的系统称为弹簧振子。图1易错警示(1)弹簧振子不一定水平放置，例如：竖直悬挂的弹簧振子、光滑斜面上的弹簧振子，如图2所示。图2(2)振动是一种往复运动，具有周期性和往复性。[即学即练](多选)下列运动属于机械振动的是(　　)A.乒乓球在地面上的自由来回上下运动B.弹簧振子在竖直方向的上下运动C.秋千在空中的来回运动D.竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动答案　BCD知

3、识点二　弹簧振子的位移—时间图象[基础梳理]1.建立坐标系如图3所示，以小球的平衡位置为坐标原点，沿着它的振动方向建立坐标轴。小球在平衡位置右边时它对平衡位置的位移为正，在左边时为负。图32.振子位置的确定用频闪照相机拍摄时，底片从下向上匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像，对应小球在各个时刻的位置，得到如图3所示的图象。[要点精讲]1.振子的位移x的意义振子的位移通常以平衡位置为参考点，是由平衡位置指向振子所在位置的有向线段(不同于一般运动的位移)。在x－t图象中，振子位置在t轴上方，表示位移为正(如图4中t1、t4时刻的位移)，位置在

4、t轴下方表示位移为负(如图4中t2时刻的位移)。图42.图象的物理意义：反映了振子位置随时间变化的规律，它不是振子的运动轨迹。【例1】如图5所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图象，下列有关该图象的说法正确的是(　　)图5A.该图象的坐标原点是建立在弹簧振子的平衡位置B.从图象可以看出小球在振动过程中是沿横轴方向移动的C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移让底片沿垂直x轴方向匀速运动D.图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同解析　该图象的坐标原点是建立在弹簧振子的平衡位置，小球的振动过程是在垂直于横轴方向的，故A对B错；

5、由获得图象的方法知C对；频闪照相是相同时间内留下的小球的像，因此小球的疏密显示了它的位置变化快慢，D对。答案　ACD名师点睛　(1)弹簧振子位于关于平衡位置对称的两点时，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)振动图象描述的是振动质点的位移随时间的变化关系，而非质点运动的轨迹。比如弹簧振子的运动，其轨迹为一条线段，而它的振动图象却是正弦曲线。【例2】如图6甲所示为一弹簧振子的位移－时间图象，在乙图中，规定振子向右的方向为正方向，则(　　)甲　　　　　　　　　乙图6A.图甲中振子振动的起始位置是O点B.从初始位置

6、开始，振子向右运动C.甲图中的O、A、B、C、D分别与乙图中的E、G、E、F、E对应D.在t＝2s时，振子的速度的方向与t＝0时速度的方向相同解析　由甲图可知，起始位置位移为零，而位移是指由平衡位置指向振子所在位置的有向线段的长度，故起始位置应在平衡位置，选项A正确；从初始位置开始，振子的位移为正，故振子向右运动，选项B正确；O、B、D点位移为零，对应平衡位置E，A点为正向最大位移，对应位置为G，C点为负向最大位移，对应位置为F，选项C正确；t＝0时，切线斜率为正，说明振子向正方向运动，t＝2s时，切线斜率为负，说明振子向负方向运动，则两时刻速度方向相

7、反，选项D错误。答案　ABC知识点三　简谐运动及其图象[基础梳理]1.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(x－t图象)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。2.简谐运动是最简单、最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动。[要点精讲]1.简谐运动的位移和一般运动中的位移有很大区别，一般运动中的位移都是由初位置指向末位置。而简谐运动的位移都是由平衡位置指向振动质点所在位置。2.简谐运动中质点原来静止的位置是平衡位置。振动质点振动过程中经过平衡位置时位移是零，而速度最大。离开平衡位置时，位移变大，速度变小。速度为零处是最大位移处。

8、【例3】如图7所示为某质点做简谐运动的图象，下列说法中正确的是(　　)图7A.由P→Q，位移在