2020_2021年新教材高中物理第二章机械振动1简谐运动学案新人教版选择性必修第一册20210408232.doc

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1、优选简谐运动目标体系构建明确目标·梳理脉络【学习目标】1．知道什是机械振动，什么是弹簧振子。2．知道什么样的振动是简谐运动。3．理解简谐运动的位移—时间图像是一条正弦曲线。4．经历对简谐运动特征的探究过程，加深领悟用图像描述运动的方法。【思维脉络】—课前预习反馈教材梳理·落实新知知识点1　机械振动与弹簧振子1．机械振动(1)定义：物体(或物体的一部分)总是在某一位置附近的__往复运动__，叫机械振动，简称振动。(2)特征：第一，有一个“中心位置”，即__平衡__位置，也是振动物体静止时的位置；第二，运动具有__往复性__。2．弹簧振子(1)弹簧振子：

2、弹簧振子是指__小球__和__弹簧__所组成的系统，是一种__理想化__模型。(2)振子模型：常见的有水平弹簧振子和竖直弹簧振子。如图所示，图甲中球与杆之间的摩擦力及空气阻力可以__忽略__，且弹簧的质量与小球的质量相比可以__忽略__。-9-/9优选知识点2　弹簧振子的位移—时间图像1．建立坐标系以小球的__平衡位置__为坐标原点，沿着__它的振动__方向建立坐标轴。规定小球在平衡位置__右边__时它对平衡位置的位移为正，在__左边__时为负(以水平弹簧振子为例)。2．位移—时间图像横坐标表示振子振动的__时间__，纵坐标表示振子相对__平衡位置_

3、_的位移。3．物理意义反映了振子的__位移__随__时间__的变化规律。知识点3　简谐运动及其图像1．简谐运动(1)定义：如果物体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，这样的振动叫作简谐运动。(2)特点：①简谐运动是最__基本__、最简单的振动。②简谐运动的位移随时间按正弦规律变化，所以它不是匀变速运动，是变力作用下的__变加速__运动。2．简谐运动的图像(1)形状：正(余)弦曲线，如图所示。(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

4、取信息：从图像上可直接看出不同时刻振动质点的__位移__大小和方向。-9-/9优选思考辨析『判一判』(1)简谐运动是匀变速运动。(　×　)(2)弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大。(　√　)(3)简谐运动是最简单、最基本的振动。(　√　)(4)弹簧振子的运动不一定是简谐运动。(　×　)(5)简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹。(　×　)(6)只要质点的位移随时间按正弦规律变化，这个质点的运动就是简谐运动。(　√　)『选一选』如图所示，一弹性小球被水平抛出，在两个互相竖直平行的平面间运动，小球落在地面之前的运动(　D　)A．是机械振动，但

5、不是简谐运动B．是简谐运动，但不是机械振动C．是简谐运动，同时也是机械振动D．不是简谐运动，也不是机械振动解析：机械振动具有往复的特性，可以重复地进行，小球在运动过程中，没有重复运动的路径，因此不是机械振动，当然也不是简谐运动。『想一想』如图所示的三个图线分别是用不同的传感器测出的不同物体的振动图线。从三个图线可知，这三个物体的振动有什么共同特点？三个振动物体中，最简单的振动是哪一个？-9-/9优选解析：由图可看出，三个物体振动的共同特点是都具有周期性；弹簧振子的图线是简谐运动的图线，是最简单的振动。课内互动探究细研深究·破疑解难探究对弹簧振子和简

6、谐运动的理解┃┃情境导入__■如图，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？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OB的长度，方向由O指向B。┃┃要点提炼__■1．实际物体看作理想振子的条件(1)弹簧的质量比小球的质量小得多，可以认为质量集中于振子(小球)；(2)构成弹簧振子的小球体积足够小，可以认为小球是一个质点；(3)忽略弹簧以及小球与水平杆之间的摩擦力；(4)小球从平衡位置被拉开的位移在弹性限度内。2．对简谐运动的位移、速度

7、和加速度的理解(1)简谐运动的位移位移的表示方法：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①-9-/9优选物理含义：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(也称“一维坐标系”)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。②特点：如图所示为一简谐运动的模型，振子在A、B之间振动，则振子在O点速度最大，在A、B两点速度为零。(3)简谐运动的加速度①产生：水平弹簧振子的加速度是由弹簧弹力产生的。②方向特点：总是指

8、向平衡位置。③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