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第一节　简谐运动 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第一节　简谐运动 课标定位 学习目标：1.知道机械振动、平衡位置的概念． 2．理解弹簧振子这一物理模型． 3．知道什么是简谐运动． 4．知道简谐运动的振动图象为一正弦曲线，理解其物理意义． 重点难点：1.简谐运动的含义以及简谐运动的图象． 2．根据简谐运动的图象弄清各时刻质点的位移、路程及运动方向． 课前自主学案 一、弹簧振子 1．平衡位置：振子原来________时的位置． 2．机械振动：振子在_____________附近所做的________运动，叫机械振动，简称________． 静止 平衡位置 往复 振动 3．振子模型 如图11－1－1所示，如果球与杆之间的摩擦可以_________，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以_________，则该装置为弹簧振子． 图11－1－1 忽略 忽略 二、弹簧振子的位移—时间图象 1．频闪照相法 (1)建立坐标系：以小球的____________为坐标原点，沿_________方向建立坐标轴． (2)振子位置的确定：频闪照相，拍摄时底片从下向上(垂直于振动方向)________ 运动． 2．用数码相机和计算机绘制 平衡位置 振动 匀速 三、简谐运动及其图象 1．定义：如果质点的位移与时间的关系遵从_______函数的规律，即它的振动图象(x-t图象)是一条_______曲线，这样的振动叫做简谐运动． 2．特点：简谐运动是最简单、最基本的______，其振动过程关于_____________对称，是一种__________运动．弹簧振子的运动就是_______________． 正弦 正弦 振动 平衡位置 周期性 简谐运动 元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科目四金手指考试 金手指驾驶员考试 3．简谐运动的图象(x-t图象) 如图11－1－2所示： (1)建立坐标系：在简谐运动的图象中，以横轴表示_________，以纵轴表示__________． 图11－1－2 时间 位移 (2)物理意义：振动图象表示振动物体_________________________随_________的变化规律． (3)图象的应用：医院里给病人做的_________，地震仪中绘制的地震曲线等． 离开平衡位置的位移 时间 心电图 核心要点突破 一、简谐运动的位移与速度 1．简谐运动的位移 (1)振动位移是从平衡位置指向 振子某时刻所在位置的有向线 段，方向为平衡位置指向振子 所在位置，大小为平衡位置到 该位置的距离．如图11－1－3所示，在t1时刻振子的位移为x1，t2时刻的位移为x2，t4时刻为x4. 图11－1－3 (2)与一段时间内位移的区别 一段时间内的位移是指从初位置指向末位置的有向线段．如图11－1－3，从t1时刻到t2时刻的位移为x2－x1，从t1时刻到t4时刻的位移为x4－x1. 2．简谐运动的速度 跟运动学中的含义相同，在所建立的坐标轴上，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． 如图11－1－4所示，在x坐标轴上，设O点为平衡位置，A、B为位移最大处，在O点速度最大，在A、B两点速度为零． 图11－1－4 3．简谐运动的位移与速度的关系 简谐运动中速度大小与位移大小有关，位移越大速度越小．而速度方向与位移方向关系并不确定，如振动质点通过同一位置，其位移矢量的方向是一定的，而速度方向却有两种可能． 特别提醒：振子的位移是指振子偏离平衡位置的位移． 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．关于简谐运动，下列说法正确的是(　　) A．位移的方向总是指向平衡位置 B．速度的方向总是跟位移的方向相反 C．位移的方向总是由平衡位置指向振动物体所在位置 D．速度的方向总是跟位移的方向相同 解析：选C.位移方向是由平衡位置开始，若规定平衡位置向右为正，则向左为负；速度的方向可以与位移同向，也可以与位移反向，C正确． 二、对简谐运动图象(x-t图象)的认识 1．形式：正(余)弦曲线． 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．获取信息 (1)任意时刻质点位移的大小和方向：如图11－1－5所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2. 图11－1－5 (2)任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图11－1－6中a点，下一时刻离平衡位置更远，故a此刻向上振动． 图11－1－6 (3)任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比较：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置．若远离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大．若靠近平衡位置，则速度越来越大，加速度、位移越来越小．如图11－1－6中b，从正位移向着平衡