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五、简谐运动与匀速圆周运动的关系 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 第一节 简谐运动 复习回顾 高中阶段我们学过的运动形式有哪些? 提示：按运动轨迹分类 直线运动 曲线运动 匀速直线运动 变速直线运动 匀变速直线运动 变加速曲线运动 （抛体运动） （圆周运动） 平抛运动 斜抛运动 匀速圆周运动 变速圆周运动 匀变速曲线运动 变加速直线运动 一、机械振动 物体在平衡位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振动．通常简称振动 思考 这些物体的运动有什么共同特点? ②有一个中心位置(平衡位置)— 振动停止时物体所在的位置 ①往复性 你能再举出一些例子吗？ Main Idea 2、 理想化处理： ①忽略一切阻力 ②忽略弹簧质量 ③小球看成质点 思考： 振子的运动是怎样一种运动呢？ 二、弹簧振子 1、概念：小球和弹簧所组成的系统，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子 理想化模型 找到位置的变化规律 3、振子位移随时间的变化图象 注意：振动物体的位移x都是相对于平衡位置的位移 如图所示，是振子在A、B位置的位移xA和xB 通常以平衡位置为坐标原点O，沿振动方向建立坐标轴，若在O点右边时位移为正，则在左边时位移为负。 频闪照相 第一个1/2周期： 时间t(s) 0 t0 2t0 3t0 4t0 5t0 6t0 位移x(cm） -20.0 -17.8 -10.1 0.1 10.3 17.7 20.0 　 第二个1/2周期： 时间t(s) 6t0 7t0 8t0 9t0 10t0 11t0 12t0 位移x(cm) 20.0 17.7 10.3 0.1 -10.1 -17.8 -20.0 （1）、描点法 坐标原点O－平衡位置 横坐标－振动时间t 纵坐标－振子相对于平衡位置的位移 如何改进？ 传感器采集数据 如图是弹簧振子的频闪照片，频闪仪每隔___s闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，拍摄时底片从下向上___运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一 系列的像，相邻两个像之间相隔___。相邻两像间距反映： 你还能想到类似方法吗？ 类似应用 （2）、振动物体直接画出振动图象 0.05 匀速 0.05 能否让振子自己画出图像 速度大小 我们所得到的小球运动的x—t图象很像正弦曲线，是不是这样呢？你用什么方法来检验？ 思考 方法一 验证法: 假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它的振幅和周期，写出对应的表达式，然后在曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，代入所写出的正弦函数表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。 方法二 拟合法: 在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，把测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看弹簧振子的位移—时间的关系可以用什么函数表示。 三、简谐运动： 1、定义：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。如：弹簧振子的运动等。 简谐运动是最简单、最基本的振动。 2、简谐运动的图象 横坐标——时间；纵坐标——偏离平衡位置的位移 思考 1、简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？ 2、由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？ A、匀变速运动 B、匀速直线运动 C、变加速运动 D、匀加速直线运动 否 C 3.简谐运动的位移、速度特点 位移： 方向始终 平衡位置，每经过 位置位移方向发生改变；远离平衡位置时位移 ，靠近平衡位置时位移 。 速度： 每经过 处速度方向发生改变， 平衡位置（位移增大）时速度方向和位移方向相同（减速）， 平衡位置（位移减小）时速度方向和位移方向相反（加速）。 背离 平衡 增大 减小 最大位移 远离 靠近 小