（共一課時(shí)）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)01機(jī)械運(yùn)動(dòng)CONTENTS目錄02彈簧振子03彈簧振子位置—時(shí)間圖像04簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)課堂小結(jié)05物體在某位置附近做往復(fù)性的周期性運(yùn)動(dòng)觀察以下運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)是什么？【共同點(diǎn)】機(jī)械振動(dòng)定義判斷1.定義：物體或物體的一部分在一個(gè)位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)

叫做機(jī)械振動(dòng)，

簡(jiǎn)稱振動(dòng)。2、特點(diǎn)：

（1）平衡位置--物體停止振動(dòng)時(shí)所在的位置；

（2）往

復(fù)

性--具有往復(fù)性、周期性。

（3）運(yùn)動(dòng)軌跡--可能是直線，也可能是曲線。3、如何判斷：

（1）是否有平衡位置

（2）是否往復(fù)遠(yuǎn)動(dòng)例：下列幾種運(yùn)動(dòng)不屬于機(jī)械振動(dòng)的是(

)A．五星紅旗迎風(fēng)飄揚(yáng)B．地震時(shí)左右搖晃的樓房C．秋千在空中來(lái)回運(yùn)動(dòng)D．釣魚時(shí)浮漂在水中上下浮動(dòng)機(jī)械振動(dòng)定義判斷A

1.概念：小球和彈簧所組成的系統(tǒng)稱作彈簧振子，其中的小球稱做振子。2、理想化模型：（1）小球看成質(zhì)點(diǎn)；

（2）不計(jì)阻力；（3）忽略彈簧的質(zhì)量；

（4）彈簧始終在彈性限度內(nèi)。彈簧振子定義平衡位置拓展思考平衡位置：對(duì)于彈簧振子，當(dāng)小球所受合力為0時(shí)，處于平衡位置。（1）位于平衡位置時(shí)，小球所受合力為0；（2）經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，小球速度最快，加速度為0。彈簧振子定義平衡位置拓展思考不一定。如圖所示，彈簧下連接一個(gè)鉛球，其振動(dòng)的平衡位置不在彈簧的原長(zhǎng)位置，而是在彈力與重力的合力為零即鉛球靜止的位置。拓展思考：彈簧振子的平衡位置一定在彈簧的原長(zhǎng)位置嗎？彈簧振子定義平衡位置拓展思考彈簧振子的位置-時(shí)間圖像建立坐標(biāo)系振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)1.建立坐標(biāo)系：（1）以小球的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)0（2）沿著彈簧振子的振動(dòng)方向建立縱軸（3）垂直于彈簧振子振動(dòng)方向建立橫軸水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用1.圖彈簧振子的位移-時(shí)間圖像機(jī)械振動(dòng)的位移機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位移從平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段定義從初位置指向末位置的有向線段大?。浩x平衡位置的距離方向：背離平衡位置矢量性大小：初末位置間的線段長(zhǎng)度方向：初位置指向末位置實(shí)例對(duì)比xx1x2彈簧振子彈簧振子的位置-時(shí)間圖像建立坐標(biāo)系振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用2.振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)的位移3.實(shí)驗(yàn)1：描繪豎直彈簧振子的位移-時(shí)間圖像彈簧振子的位置-時(shí)間圖像建立坐標(biāo)系振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用3.豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)思考：1.為什么將照片等距離平鋪？橫坐標(biāo)表示什么物理量？2.在圖像上選取A點(diǎn)，請(qǐng)說(shuō)出它的物理意義。彈簧振子的位置-時(shí)間圖像建立坐標(biāo)系振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用2.豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)振子在兩端點(diǎn)的位移最大(如上圖中的t2、t5時(shí)刻)，在平衡位置的位移為零(如上圖中的t3時(shí)刻)，此時(shí)位移即將改變方向．①任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移：某時(shí)刻振子偏離平衡位置的位移可用該時(shí)刻振子所在位置的坐標(biāo)來(lái)表示．如圖所示，在t1時(shí)刻振子的位移為x1；t4時(shí)刻振子的位移為－x4.彈簧振子的位置-時(shí)間圖像建立坐標(biāo)系振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用4.圖像的應(yīng)用②速度：跟運(yùn)動(dòng)學(xué)中的含義相同，在所建立的坐標(biāo)軸(也稱為“一維坐標(biāo)系”)上，速度的正、負(fù)號(hào)表示振子運(yùn)動(dòng)方向與坐標(biāo)軸的正方向相同或相反．如圖所示，在x坐標(biāo)軸上，設(shè)O點(diǎn)為平衡位置，A、B為位移最大處，則在O點(diǎn)速度最大，在A、B兩點(diǎn)速度為零．說(shuō)明：速度和位移是彼此獨(dú)立的兩個(gè)物理量，如振動(dòng)物體通過(guò)同一個(gè)位置，其位移的方向是一定的，而其速度方向卻有兩種可能(兩個(gè)“端點(diǎn)”除外)：指向或背離平衡位置，且振子在兩“端點(diǎn)”速度改變方向.)彈簧振子的位置-時(shí)間圖像建立坐標(biāo)系振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用4.圖像的應(yīng)用3t06t09t012t0-1010-2020t/sx/mmO錯(cuò)啦用平滑曲線將各點(diǎn)連接彈簧振子的位置-時(shí)間圖像建立坐標(biāo)系振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用4.圖像的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)2：描繪水平彈簧振子的位移-時(shí)間圖像彈簧振子的位置-時(shí)間圖像建立坐標(biāo)系振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用5.水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)如圖是水平彈簧振子的位移一時(shí)間圖像，以振子水平向右為正方向，思考并回答以下問題：1.畫出圖中所示三個(gè)時(shí)刻的位移，并指出位移方向；2.說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)時(shí)刻向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?！俣确较驈椈烧褡拥奈恢?時(shí)間圖像建立坐標(biāo)系振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用思考：如何確定彈簧振子中小球或重錘的位移與時(shí)間的關(guān)系是否遵從正弦函數(shù)的規(guī)律？（閱讀教材35頁(yè)）結(jié)論：彈簧振子沿一直線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，彈簧振子的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，其振動(dòng)圖像是一條正弦曲線。彈簧振子的位置-時(shí)間圖像建立坐標(biāo)系振動(dòng)與運(yùn)動(dòng)豎直彈簧振子實(shí)驗(yàn)水平彈簧振子實(shí)驗(yàn)圖像應(yīng)用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)定義圖像圖像運(yùn)用1.定義：如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖象（x-t圖象）是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)是一種簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及圖像(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)就是最基本的振動(dòng)。（2）彈簧振子的運(yùn)動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律思考：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間（x-t）圖像是不是質(zhì)點(diǎn)的軌跡？請(qǐng)說(shuō)明理由。2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移-時(shí)間（x-t）圖像

的物理意義

表示振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移，是位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及圖像簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)定義圖像圖像運(yùn)用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律(1)任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移的大小和方向。如圖甲所示，質(zhì)點(diǎn)在t1、t2時(shí)刻的位移分別為x1和-x2。(2)任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向:看下一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置,如圖乙中a點(diǎn),下一時(shí)刻離平衡位置更遠(yuǎn),故a點(diǎn)此刻向上振動(dòng)。圖乙中b點(diǎn),下一時(shí)刻離平衡位置更近,故b此刻向上振動(dòng)。(3)斜率：該時(shí)刻速度的大小和方向．3.圖像應(yīng)用：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)定義圖像圖像運(yùn)用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示，物體在A與B間運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，C和D兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，則有：(1)時(shí)間的對(duì)稱：

tOB＝tBO＝tOA＝tAO，tOD＝tDO＝tOC＝tCO，tDB＝tBD＝tAC＝tCA(2)速度的對(duì)稱:①物體連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)（如D點(diǎn)）的速度大小相等，方向相反;②物體經(jīng)過(guò)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)（如C與D兩點(diǎn)）的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反.4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)定義圖像圖像運(yùn)用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（3）位移和加速度的對(duì)稱①物體經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)(如C點(diǎn))時(shí)，位移和加速度均相同；②物體經(jīng)過(guò)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)(如C點(diǎn)與D點(diǎn))時(shí)，位移與加速度均大小相等，方向相反。（4）動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能的對(duì)稱①物體連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)(如D點(diǎn))時(shí)的動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能均相等；②物體經(jīng)過(guò)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)(如C點(diǎn)與D點(diǎn))時(shí)的動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能均相等。4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)定義圖像圖像運(yùn)用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)間速度v減小增大減小增大速度方向向右（正）向左（負(fù)）向左（負(fù)）向右（正）加速度a增大減小增大減小加速度方向向左（負(fù)）向左（負(fù)）向右（正）向右（正）路程AAAA位移增大減小增大減小位移的正負(fù)正正負(fù)負(fù)5.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)定義圖像圖像運(yùn)用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律課堂小結(jié)彈簧振子機(jī)械振動(dòng)彈簧振子的位置—時(shí)間圖像簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1.定義：物體或物體的一部分在一個(gè)位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械振動(dòng)，

簡(jiǎn)稱振動(dòng)。

（1）平衡位置--物體停止振動(dòng)時(shí)所在的位置；

（2）往

復(fù)

性--具有往復(fù)性、周期性。

（3）運(yùn)動(dòng)軌跡--可能是直線，也可能是曲線。2、特點(diǎn)：1.概念：小球和彈簧所組成的系統(tǒng)稱作彈簧振子