...同步选择性必修第一册 主题2 第Ⅰ部分 1 简谐运动

1 简谐运动
[学科素养与目标要求] 
物理观念:1.知道什么是弹簧振子,知道振子的平衡位置位移的概念.2.知道简谐运动的位移—时间图象的物理意义,知道其图象是一条正弦曲线.
科学思维:会根据简谐运动的位移—时间图象分析振子的位移和速度的变化情况.
科学探究:通过对比振子和匀速直线运动物体的位移—时间图象,弄清图象的物理意义及应用.
一、弹簧振子
1.平衡位置:振子原来静止时的位置.
2.机械振动:振子在平衡位置附近的往复运动,简称振动.
3.弹簧振子:小球和弹簧构成的系统.
二、弹簧振子的位移—时间图象(xt图象)
1.用横坐标表示振子运动的时间(t硫酸铵沉淀),纵坐标表示振子离开平衡位置的位移(x),描绘出的图象就是位移时间变化的图象,即xt图象,如图1所示.
图1
2.振子的位移:振子相对平衡位置的位移.
三、简谐运动及其图象
简谐运动: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(xt图象)是一条正弦曲线.
通州事件1.判断下列说法的正误.
(1)竖直放于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动是机械振动.(  )
(2)物体的往复运动都是机械振动.( × )
(3)弹簧振子的位移是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段.(  )
(4)简谐运动的图象表示质点振动的轨迹是正弦曲线.( × )sf-1
2.如图2所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,当振子从A点运动到C点时,振子离开平衡
位置的位移是________(选填OC”“ACCOied”),从A点运动到C点的过程中,位移变________(选填麻绳男),速度变________(选填).
图2
答案 OC 小 大
一、弹簧振子
如图所示的装置,把小球向右拉开一段距离后释放,可以观察到小球左右运动了一段时间,最终停止运动.
(1)小球的运动具有什么特点?为什么小球最终停止运动?
(2)在横杆上涂上一层润滑油,重复刚才的实验,观察到的结果与第一次实验有何不同?
(3)猜想:如果小球受到的阻力忽略不计,弹簧的质量比小球的质量小得多,也忽略不计,实验结果如何?
答案 (1)小球的运动具有往复性.小球因为受到摩擦力的作用最终停止运动. (2)小球往复运动的次数增多,运动时间变长. (3)小球将持续地做往复运动.
1.平衡位置:振子原来静止时的位置.平衡位置不一定是中心位置(如图3所示物体的振动),物体经过平衡位置时不一定处于平衡状态(如图4所示物体的振动).
  图3       图4
2.弹簧振子是一种理想化模型.实际物体可看成弹簧振子的条件:
(1)不计摩擦阻力和空气阻力.
(2)不计弹簧的质量.
(3)物体可视为质点.
(4)弹簧的形变在弹性限度内.
3.弹簧振子的振动分析
(1)位移及其变化
位移指相对平衡位置的位移,由平衡位置指向振子所在的位置.当振子从平衡位置向最大位移处运动时,位移增大;当振子由最大位移处向平衡位置运动时,位移减小.
(2)速度及其变化
振子在平衡位置处速度最大,在最大位移处速度为零.振子由平衡位置向最大位移处运动时,
速度减小;振子由最大位移处向平衡位置运动时,速度增大.
是什么
(3)加速度及其变化
水平弹簧振子所受弹簧的弹力是振子受到的合力,竖直弹簧振子所受的重力与弹力之和是振子受到的合力.不论是水平弹簧振子还是竖直弹簧振子,均满足:在平衡位置处所受的合力为零,加速度为零;而在最大位移处所受的合力最大,加速度最大.
例1 (多选)在图5中,当振子由A向平衡位置O运动时,下列说法正确的是(  )

本文发布于:2024-09-22 14:32:52,感谢您对本站的认可!

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