2021_2022学年新教材高中物理第2章机械振动1简谐运动学案新人教版选择性必修第一册.pdf

考试

简谐运动

[核心素养·明目标]

核心素养学习目标

物理观念知道什么是弹簧振子，理解振动的平衡位置和简谐运动的概念。

科学思维通过观察和分析理解简谐运动的位移—时间图像是一条正弦函数图线。

科学探究通过对简谐运动图像的描绘，认识简谐运动的特点。

科学态度与责

通过对生活中振动实例的观察，体会振动对生活的影响。

任

知识点一弹簧振子

1．机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称机械振动，简称振动。

注意：机械振动是机械运动的一种。

2．弹簧振子

如图所示，如果球与杆间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽

略，我们把小球和弹簧组成的系统称弹簧振子。

3．平衡位置：弹簧未形变时，小球所受合力0的位置。

弹簧振子在平衡位置附近做什么运动？

提示：往复性运动。

1：思考辨析(正确的打√，错误的打×)

(1)任意的弹簧和任意的小球都可以构成弹簧振子。(×)

(2)弹簧振子中小球的振动X围不能超出弹簧的弹性限度。(√)

(3)弹簧振子中小球的体积不能忽略。(×)

(4)弹簧振子的小球一旦振动起来就不能停下。(√)

-1-/12

考试

知识点二弹簧振子的位移—时间图像

1．建立坐标系：以小球的平衡位置坐标原点，沿着它的振动方向建立坐标轴。小球在

平衡位置右边时它对平衡位置的位移正，在左边时负。

2．绘制图像：

若用横轴表示振子运动的时间t，纵轴表示振子在振动过程中离开平衡位置的位移x，则

振子振动的xt图像如图所示，是一条正弦(或余弦)曲线。

弹簧振子的xt图像是不是振子的运动轨迹？

提示：不是。

2：思考辨析(正确的打√，错误的打×)

(1)弹簧振子的xt图像中，x表示小球在某时刻的位置坐标。(√)

(2)拍摄弹簧振子的频闪照片时，底片只要移动就可以，不一定非要匀速移动。(×)

(3)若在图像中弹簧振子的位移－5cm要小于1cm。(×)

知识点三简谐运动

1．定义

如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(xt图像)是一条正

弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。

2．特点

简谐运动是最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动。

3：思考辨析(正确的打√，错误的打×)

(1)简谐运动都是水平方向的运动。(×)

(2)振动图像表示质点相对平衡位置的位移随时间变化的规律。(√)

(3)由振动图像可判断任一时刻质点的速度方向。(√)

(4)简谐运动的图像表示质点的振动轨迹正弦曲线。(×)

-2-/12

考试

4：填空

如图所示的弹簧振子，O点它的平衡位置，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”“AC”或“CO”)，从A点直接运动到C点的过程中，

振子位移变________(选填“小”或“大”)，速度变________(选填“小”或“大”)。

[答案]OC小大

考点1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？什么小球最终停止运动？