第二章機(jī)械振動第1節(jié)簡諧運動(強(qiáng)基課逐點理清物理觀念)課標(biāo)要求學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過實驗,認(rèn)識簡諧運動的特征。2.能用圖像描述簡諧運動。1.了解機(jī)械振動的概念,知道彈簧振子是一種理想化模型,理解彈簧振子的平衡位置。2.理解簡諧運動的概念和特點,知道簡諧運動的圖像特征。3.會利用簡諧運動的圖像分析振子的位移和速度的變化情況。逐點清(一)彈簧振子[多維度理解]1.機(jī)械振動:物體或物體的一部分在一個位置附近的運動,簡稱。

2.平衡位置:小球所受合力為0的位置。3.對平衡位置的理解(1)彈簧振子的平衡位置是振子不振動時小球靜止的位置。(2)彈簧振子的平衡位置是振動過程中小球的速度最大的位置。4.彈簧振子:和彈簧組成的系統(tǒng),它是一個理想化模型。

[全方位練明]1.判斷下列說法是否正確。(1)乒乓球在地面上的上下運動是一種機(jī)械振動。()(2)彈奏吉他時琴弦的運動是機(jī)械振動。()(3)機(jī)械振動是勻變速直線運動。()(4)平衡位置是速度為零的位置。()2.(多選)彈簧上端固定在O點,下端連接一小球,組成一個振動系統(tǒng),如圖所示。用手豎直向下拉一小段距離后釋放小球,小球便上下振動起來,關(guān)于小球的平衡位置,下列說法正確的是()A.在小球運動的最低點B.在彈簧處于原長的位置C.在小球速度最大的位置D.在小球原來靜止的位置3.小球和彈簧作如下連接,下列說法正確的是()A.只有甲可以被看成彈簧振子B.甲、乙都可以看成彈簧振子,丙、丁不可以C.甲在任何情況下都可以看成彈簧振子D.在一定條件下甲、乙、丙、丁都可以看成彈簧振子逐點清(二)彈簧振子的位移—時間圖像簡諧運動[多維度理解]1.彈簧振子的位移—時間圖像(1)建立坐標(biāo)系:以小球的為坐標(biāo)原點,用橫坐標(biāo)表示振子運動的,縱坐標(biāo)表示振子離開平衡位置的,建立坐標(biāo)系,描繪出位移隨時間變化的圖像,即xt圖像。

(2)位移x的含義:振子的位移x是從指向某時刻所在位置的有向線段。在xt圖像中,振子位置在t軸上方,表示位移為,在t軸下方,表示位移為。

2.由位移—時間圖像分析振子位移及其變化(1)確定某一時刻的位移如圖所示,質(zhì)點在t1、t2時刻的位移分別為x1和x2。(2)質(zhì)點位移的變化情況:靠近平衡位置的過程中,位移減小,平衡位置處位移最小(為零);遠(yuǎn)離平衡位置的過程中,位移增大,最遠(yuǎn)點位移最大。3.由位移—時間圖像分析振子速度及其變化(1)運動方向的確定:根據(jù)下一時刻質(zhì)點的位移確定運動方向,如圖中的a點,下一時刻質(zhì)點離平衡位置更遠(yuǎn),故a點對應(yīng)時刻質(zhì)點向正方向遠(yuǎn)離平衡位置運動。(2)質(zhì)點速度大小的變化情況①根據(jù)下一時刻質(zhì)點的位移,判斷是遠(yuǎn)離還是靠近平衡位置。若遠(yuǎn)離平衡位置,則速度越來越小,位移越來越大;若靠近平衡位置,則速度越來越大,位移越來越小。②根據(jù)xt圖像的斜率判斷速度的大小和方向。斜率越大,則速度越大,斜率越小,則速度越小;斜率為正,則速度沿所選的正方向,斜率為負(fù),則速度沿負(fù)方向。4.簡諧運動(1)定義:如果物體的位移與時間的關(guān)系遵從的規(guī)律,即它的振動圖像(xt圖像)是一條曲線,這樣的振動是一種簡諧運動。

(2)意義:簡諧運動是最基本的振動,彈簧振子中小球的運動就是運動。

[典例](多選)如圖甲所示,彈簧振子以O(shè)點為平衡位置,在A、B兩點之間做往復(fù)運動,取向右為正方向,振子的位移x隨時間t的變化如圖乙所示,下列說法正確的是()A.t=0.2s時,振子在O點右側(cè)6cm處B.t=0.6s和t=1.4s時,振子的速度相同C.t=0.4s到t=0.8s的時間內(nèi),振子的位移逐漸減小D.t=0.4s到t=0.8s的時間內(nèi),振子的速度逐漸增大聽課記錄:[全方位練明]1.如圖所示是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移—時間圖像,下列有關(guān)該圖像的說法不正確的是()A.該圖像的坐標(biāo)原點建立在彈簧振子小球的平衡位置B.從圖像可以看出小球在振動過程中是沿t軸方向移動的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.圖像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2.在水平方向上做簡諧運動的彈簧振子在某段時間內(nèi)速度越來越大,則這段時間內(nèi)()A.小球的位移越來越大B.小球正在離開平衡位置C.小球的加速度越來越大D.小球的速度方向與位移方向一定相反3.(2025·山東聊城期中)如圖所示為質(zhì)點P在0~4s內(nèi)的振動圖像,下列敘述正確的是()A.再過1s,該質(zhì)點的位移是正方向最大B.再過1s,該質(zhì)點的速度方向為正方向C.再過1s,該質(zhì)點的速度方向為負(fù)方向D.再過1s,該質(zhì)點的速度最大課下請完成課時跟蹤檢測(九)第二章機(jī)械振動第1節(jié)簡諧運動逐點清(一)[多維度理解]1．往復(fù)振動4.小球[全方位練明]1．(1)×(2)√(3)×(4)×2．選CD平衡位置是振動系統(tǒng)不振動、小球處于平衡狀態(tài)時所處的位置，可知在該位置小球所受的重力大小與彈簧的彈力大小相等，則小球原來靜止的位置是小球的平衡位置，故D正確，A、B錯誤；當(dāng)小球在振動過程中經(jīng)過平衡位置時，其加速度為零，速度最大，C正確。3．選D只要滿足彈簧振子的振動規(guī)律的小球和彈簧的組合都可以看成彈簧振子，彈簧振子可以是水平的、豎直的、傾斜的，也可以是多個彈簧和小球的組合體，如題圖丁所示，故A、B、C錯誤，D正確。逐點清(二)[多維度理解]1．(1)平衡位置時間位移(2)平衡位置正負(fù)4．(1)正弦函數(shù)正弦(2)簡諧[典例]選CD在0～0.4s內(nèi)，振子從O點減速運動到B點，所以t＝0.2s時，振子在O點右側(cè)，與O點的距離大于6cm，A錯誤；t＝0.6s時，振子從B點向O點運動，速度方向向左，t＝1.4s時，振子從A點向O點運動，速度方向向右，振子的速度不相同，B錯誤；t＝0.4s到t＝0.8s的時間內(nèi)，振子從B點向O點運動，振子的位移逐漸減小，速度逐漸增大，C、D正確。[全方位練明]1．選B從題圖中能看出坐標(biāo)原點在平衡位置，A正確；橫軸雖然是由底片沿垂直x軸方向勻速運動得到的，但已經(jīng)轉(zhuǎn)化為時間軸，小球只沿x軸方向振動，B錯誤，C正確；因題圖中相鄰小球之間時間相同，密處說明小球的位置變化慢，D正確。2．選D由小球的速度越來越大可知，小球正