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课件网) [学习目标] 1.知道什么是弹簧振子，理解振动的平衡位置和位移。 2.知道弹簧振子的位移—时间图像，知道简谐运动的过程及其图像。 3.知道简谐运动的振幅、周期、频率、相位的概念。 4.会写出简谐运动的表达式，并理解各物理量的意义。 1.机械振动：物体(或物体的某一部分)在某一位置____所做的往复运动，叫作机械振动，通常简称为振动，这个位置称为____位置。 2.简谐运动 (1)弹簧振子：将弹簧上端固定，下端连接一个小球，小球可在竖直方向上运动。弹簧的质量比小球的质量小得多，可以忽略不计，若不计空气阻力，这样的系统称为弹簧振子，其中小球称为振子。 (2)振动图像：建立坐标系，横轴代表_____，纵轴代表小球_____，它就是小球在平衡位置附近往复运动的位移—时间图像，称为弹簧振子的振动图像。 (3)简谐运动：如果质点的位移与时间的关系严格遵从_____的规律，即它的振动图像是一条_____，这样的运动叫作简谐运动。 两侧 平衡 时间t 相对平衡位置的位移x 正弦函数 正弦曲线 3.描述简谐运动的物理量 (1)振幅 定义 振子离开平衡位置的_____，用A表示，单位为米(m)等 振动范围 振动物体运动的范围为振幅的两倍 物理意义 振幅是表示振动强弱的物理量 最大距离 (2)全振动：如果振子由B点经O点运动到B′点，又由B′点经O点回到B点，我们就说振子完成了一次_____。 全振动 (3)周期和频率 全振动 全振动 秒 赫兹 振动快慢 (4)相位：表示振动步调的物理量，能够描述做周期性运动的物体在各个时刻所处的状态。 4.简谐运动图像应用 (1)确定任意时刻质点的位移的大小和方向。如图甲所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2。 (2)确定任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图乙中质点在a位置时，下一时刻离平衡位置更远，故此刻质点向x轴正方向振动。 (3)确定质点的速度和位移的变化特点：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是衡位置。若远离平衡位置，则速度越来越小，位移越来越大，若衡位置，则速度越来越大，位移越来越小，如图乙中质点在b位置时，从正向位移处向着平衡位置运动，则速度为负且增大，位移正在减小，质点在c位置时，从负向位移处远离平衡位置运动，则速度为负且减小，位移正在增大。 [易错辨析] (1)弹奏吉他时琴弦的运动是机械振动。( ) (2)平衡位置即为速度为零的位置。( ) (3)简谐运动的图像就是振动物体的运动轨迹。( ) (4)振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移，它是矢量。( ) (5)振子从离开某位置到重新回到该位置的过程为一次全振动过程。( ) (6)振动周期指的是振动物体从一侧最大位移处，运动到另一侧最大位移处所用的时间。( ) √ × × × × × [例1] 弹簧振子以O点为平衡位置在A、B两点间做简谐运动，A、B相距20 cm，某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达A点，求： (1)振子的振幅； (2)振子的周期和频率； (3)振子在5 s内通过的路程。 [思路点拨] (1)从B首次到A的时间为周期的一半。 (2)振子在一个周期内经过的路程为振幅的四倍。 答案 (1)10 cm (2)1 s 1 Hz (3)200 cm [例2] 如图甲所示，一弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O点为振子静止的位置，其振动图像如图乙所示，规定向右的方向为正方向。试根据图像回答以下问题： (1)在t＝0时刻，振子所处的位置为_____，正在向_____(选填“左”或“右”)方向运动。 (2)A、B两点间的距离为_____cm。 (3)在乙图中，振子在t＝1 s、t＝2 s和t＝3 s时所处的位置依次是_____、_____和_____。 (4)在t＝2 s时，振子的速度方向与t＝0时速度的方向_____。 (5)质点在前4 s内的位移等于_____cm，其路程为_____cm。 [思路点拨] 振动位移x＞0时，表示振子处于平衡位置 ... ...
