简谐运动单元名师课件
T
O
T/4
T/2 3T/4
T
以平衡位置为计时起点
以振子在正向最大位移处为计时起点
意义：反映单个质点做简谐运动时，位移随时间变化的关系 单个质点做简谐运动时 意义：反映单个质点做简谐运动时，
振动图像不是质点的运动轨迹。 振动图像不是质点的运动轨迹。
根据图像能得到的信息 1.振幅 1.振幅A，周期T，位移X。 振幅A 周期T 位移X 2.任一时刻质点的位置、速度方向。 2.任一时刻质点的位置、速度方向。 任一时刻质点的位置 3.判断某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、 3.判断某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、 判断某段时间内位移 势能的变化情况。 势能的变化情况。 如图所示， ［例1］如图所示，是某一物体做 简谐运动的图像， 简谐运动的图像，试由图像判断 下列说法哪些正确 A．振幅是3 cm 振幅是3 ABC B．周期是8 s 周期是8 C．4 s末质点速度为负，加速度为零 s末质点速度为负 末质点速度为负， D．第22 s末质点的加速度为正，速度最大 s末质点的加速度为正 末质点的加速度为正， E. 7s到8s间物体的回复力、动能增大 7s到8s间物体的回复力 间物体的回复力、
简谐运动的三个特征： 3. 简谐运动的三个特征： 简谐运动物体的受力特征：F=-kx； （1）简谐运动物体的受力特征：F=-kx； 简谐运动的能量特征：机械能守恒； （2）简谐运动的能量特征：机械能守恒； 简谐运动的运动特征：变加速运动。 （3）简谐运动的运动特征：变加速运动。 判断机械振动是否是简谐运动的方法： 判断机械振动是否是简谐运动的方法： （1）找振动物体的平衡位置 （2）列出物体的位移为X时回复力的表达式 列出物体的位移为X （3）判断回复力是否满足F=-kx； 例、试判断下列机械振动是否是简谐运动
G
l g
（惠更斯得出） 摆长l=悬点到球的重心的距离
（5）单摆具有等时性（伽利略发现） 单摆具有等时性（伽利略发现）
（6）能量：动能和重力势能相互转化，总能量不变。 能量：动能和重力势能相互转化，总能量不变。 ㈡等效摆的周期
T = 2π
l g
（1）等效摆长（复合摆） 等效摆长（复合摆） 小 球 可 看 成 质 点
AC
）
A.其余各摆的振幅大小不同，c摆的振幅最大 其余各摆的振幅大小不同 各摆的振幅大小不同， B.其余各摆的振动周期不同，c摆的周期最长 其余各摆的振动周期不同 各摆的振动周期不同， C.其余各摆的振动周期与a摆相同 其余各摆的振动周期与 D.其余各摆均做自由振动 其余各摆均做自由振动
①物体一离开平衡位置就受到一个指向平衡位置力的作用。 物体一离开平衡位置就受到一个指向平衡位置力的作用。 ②阻力足够小。 阻力足够小。
弹簧振子模型也是一个理想化的模型，机械能守恒！ 弹簧振子模型也是一个理想化的模型，机械能守恒！
2、回复力：使振动物体返回平衡位置的力。 回复力：使振动物体返回平衡位置的力。
特点： 方向： 特点：①方向：总指向平衡位置 ②回复力是按效果命名的力 回复力可以是物体受到的一个力, 回复力可以是物体受到的一个力, 也可以是物体所受某一个力的分力, 也可以是物体所受某一个力的分力, 还可以是物体受到的合外力
平衡位置:平衡位置是指回复力为零的位置， 回复力为零的位置 平衡位置:平衡位置是指回复力为零的位置， 但并不一定是合外力为零的位置 位移(X) 由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段 指向振动质点所在位置的有向线段， 位移(X) :由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段， 矢量，其大小在0 之间。 是矢量，其大小在0与A之间。
4、简谐运动的对称性与周期性 简谐运动的对称性与 ⑴对称性：①振子经过关于平衡位置对称的两位置时，加速度等大 对称性： 反向；速度大小相等，方向可能相同也可能相反。 ②无论从平衡位置到对称点，还是从对称点到平衡位 置，所用时间相等。 ⑵周期性:简谐运动具有周期性，振子从某个时刻开始经过 个 周期性 振子从某个时刻开始经过N个 振子从某个时刻开始经过 周期后又回到原位置，运动状态不变。 周期后又回到原位置，运动状态不变。
3、描述机械振动的物理量 ⑴振幅 A) :振动物体离开平衡位置的最大距离， 振幅(A 振动物体离开平衡位置的最大距离 距离，
标量。反映振动的强弱和范围。 标量。反映振动的强弱和范围。
所有位置而回到初始位置的过程 ⑵全振动:是物体经过振动中的所有位置而回到初始位置的过程。 全振动:是物体经过振动中的所有位置而回到初始位置的过程。 （3）周期(T)：振动物体完成一次全振动所需的时间 周期( 振动物体完成一次全振动所需的时间 次数。 单位： （4）频率(f)：物体1s钟内完成全振动的次数。f=1/T 单位：赫兹 频率( 物体 钟内完成全振动的次数 (Hz) 周期和频率都是描述振动快慢的物理量， 周期和频率都是描述振动快慢的物理量，由振动物体本身的性质 决定， 振幅无关，所以又叫固有周期、固有频率。 决定，与振幅无关，所以又叫固有周期、固有频率。
O
17
（3）摆钟快慢问题： 摆钟快慢问题： 摆钟的走时问题： 摆钟的走时问题：
l T = 2π g
钟面上显示时间=振动次数× 钟面上显示时间=振动次数×标准周期 实际时间=实际振动次数× 实际时间=实际振动次数×标准周期 短 ，(长或短 应 长或短)应 快钟是因为其摆的周期比标准周期 长或短 长 (长或短 ，将某一在平地走时很准的摆 将其摆长调 长或短)， 长或短 慢 (快或慢 快或慢) 钟带到高山时将会变 快或慢
共 振 曲 线 图
2011-2-3
f固
f驱
例3、如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a、b、c、d、 如图所示，在一根张紧的水平绳上， 五个单摆， 摆略偏离平衡位置后无初速释放， e 五个单摆 ， 让 a 摆略偏离平衡位置后无初速释放 ， 在垂直纸 面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列说法中正确 面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。 的有： 的有：（
§7 、2
简谐运动的两种模型 1、弹簧振子
简谐运动的图像
2、单摆1、画出弹簧振子的振动 、 图象（位移--时间图象）： 图象（位移 时间图象） 时间图象
以横轴表示时间， 以横轴表示时间，纵轴表示位移
x/cm x/cm
A O
A
t/s t/s
T/4
T/2 3T/4
§7 、3
单摆
1、单摆－－理想模型 单摆－－理想模型 －－
(1)单摆结构的理想模型： (1)单摆结构的理想模型： 单摆结构的理想模型 摆线不能伸长 摆线的质量为零 摆球为质点
θ
F回=Gsinθ
（2）可看成是简谐运动的条件： 可看成是简谐运动的条件： 最大摆角 小于10 摆角θ 10° 最大摆角θ小于10° （3）单摆振动的回复力： 单摆振动的回复力： （4）周期公式： T = 2π 周期公式： 重力的切向分力
如图甲是演示简谐运动图象的装置,当盛沙漏斗下面的 例2 . 如图甲是演示简谐运动图象的装置 当盛沙漏斗下面的 薄析N被匀速地拉出时 摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的 薄析 被匀速地拉出时,摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的 被匀速地拉出时 曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上的直线 曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上的直线OO1代表 时间轴。图乙是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线， 时间轴。图乙是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线，若板 N1和板 2拉动的速度 1和v2的关系为v2=2v1, 则板 1和N2上曲线 和板N 拉动的速度v 则板N 的关系为 所代表的振动的周期T 所代表的振动的周期 1和T2的关系为 ( D )
在机械振动中我们说的位移起点都在平衡位置
最基本、 二、简谐运动是一种 最基本、最简单的机械振动 1.定义： 1.定义：回复力为 F =－KX 的机械振动 定义 －
2、总结各物理量的变化规律： 总结各物理量的变化规律：
+
振动物体在振动过程中，由两侧向平衡位置运动过程中， 振动物体在振动过程中，由两侧向平衡位置运动过程中， 回复力、加速度、 位移 、回复力、加速度、势能均 速度 、动能 增大 。 减小 ，
(2007年广东综，)图为一弹簧振子的振动图象，由此可知 (2007年广东综，)图为一弹簧振子的振动图象，由此可知 A.在 时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大 A.在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大 B.在 时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小 B.在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小 C.在 C.在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小 D.在 时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大 D.在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大
4 ．共振 ： 当 驱动力 的频率跟物体的固有频率 相等时， 受迫振 共振： 驱动力的频率跟物体的固有频率相等时 的频率跟物体的固有频率相等时， 动的振幅最大 这种现象叫共振。 振幅最大， 动的振幅最大，这种现象叫共振。 （1）利用共振的有：共振筛、转速计、微波炉、打夯机、 利用共振的有：共振筛、转速计、微波炉、打夯机、 跳板跳水、打秋千…… 跳板跳水、打秋千…… （2）防止共振的有：航海、军队过桥、火车车厢…… 防止共振的有：航海、军队过桥、火车车厢……
§7 、1
机械振动
（一）机械振动 1、定义：物体在平衡位置附近所做的往复运动 定义：物体在平衡位置附近所做的往复运动 平衡位置附近所做的 叫机械振动，简称为振动。 叫机械振动，简称为振动。
振动现象在实际生活中广泛存在，如：钟摆的摆动，树枝的颤动，声音的产生等
(2)物体做机械振动的条件： (2)物体做机械振动的条件： 物体做机械振动的条件
二、受迫振动与共振 1.阻尼振动与无阻尼振动 1.阻尼振动与无阻尼振动 振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动. 振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动. 振幅不变的振动为等幅振动（或叫无阻尼振动） 振幅不变的振动为等幅振动（或叫无阻尼振动）. 注意： 注意：无阻尼振动可不一定是无阻力振动 2．受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。 周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动 受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。 ⑴受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。 受迫振动的频率等于驱动力的频率 与物体的固有频率无关 驱动力的频率， 无关。 ⑵物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决 定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动 两者越接近，受迫振动的振幅越大， 的振幅越小。 的振幅越小。
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高中物理人教版《简谐运动》课件(新版)名师课件
任务一：简谐运动的回复力
[例1] 分析下面三种情景中物体m做振动所需 要的回复力？
答案：图甲，弹力充当回复力；图乙，弹力和重力的合力 充当回复力；图丙，m的回复力是静摩擦力
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知识梳理
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一、简谐运动的回复力 1．回复力 (1)定义：振动质点受到的总能使其回到平衡位置的力． (2)方向：指向平衡位置． (3)表达式：F＝－kx．(“负号”表示回复力的方向与位移 方向始终相反) (4)效果力：回复力是以力的效果命名的，它是由几个力 的合力或者某个力的分力来提供，不一定是物体的合外力。 2．简谐运动的动力学特征 如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移 的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是 简谐运动。
判一判
1．简谐运动的回复力可以是恒力。(×) 2．简谐运动平衡位置就是质点所受合力为零 的位置。(×) 3．做简谐运动的质点，振幅越大其振动的能 量就越大。(√) 4．回复力的方向总是跟位移的方向相反。(√) 5．弹簧振子在运动过程中机械能守恒。(√) 6．通过速度的增减变化情况，能判断回复力 大小的变化情况。(√)
第二章 第3节 简谐运动的回复力和能量
问题导入
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[例1] 分析下面三种情景中物体m做振动所需 要的回复力？
答案：图甲，弹力充当回复力；图乙，弹力和重力的合力 充当回复力；图丙，m的回复力是静摩擦力
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一、简谐运动的回复力 1．回复力 (1)定义：振动质点受到的总能使其回到平衡位置的力． (2)方向：指向平衡位置． (3)表达式：F＝－kx．(“负号”表示回复力的方向与位移 方向始终相反) (4)效果力：回复力是以力的效果命名的，它是由几个力 的合力或者某个力的分力来提供，不一定是物体的合外力。 2．简谐运动的动力学特征 如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移 的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是 简谐运动。
判一判
1．简谐运动的回复力可以是恒力。(×) 2．简谐运动平衡位置就是质点所受合力为零 的位置。(×) 3．做简谐运动的质点，振幅越大其振动的能 量就越大。(√) 4．回复力的方向总是跟位移的方向相反。(√) 5．弹簧振子在运动过程中机械能守恒。(√) 6．通过速度的增减变化情况，能判断回复力 大小的变化情况。(√)
第二章 第3节 简谐运动的回复力和能量
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简谐运动的描述ppt课件
2.2
简谐运动的描述
目录
CONTENTS
1
简谐运动的表达式
2
描述简谐运动的物理量
3
简谐运动的周期性和对称性
4
简谐运动振幅与路程的关系
有些物体的振动可以近似为简谐运
动，做简谐运动的物体在一个位置附近
不断地重复同样的运动。如何描述简谐
运动的这种独特性呢？
知识回顾：
简谐运动的位移图像是一条正弦曲线。
全振动的特点：①位移和速度都会到初状态 ②路程等于4A
②周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，用T表示，
单位：s.
③ 频率：单位时间内完成全振动的次数，用f表示，单位：Hz.
周期T与频率f的关系是T＝
知道即可：弹簧振子的周期由哪些因素决定?
周期公式： T 2
m
k
弹簧振子周期（固有周期）和频率由振动系统本身的因素决定（振子的质量m和弹
②若△ = 2 − 1＜0，振动2的相位比1落后△ 。
4.同相与反相：
（1）同相：相位差为零
△ = 2( = 0，1，2， … )
（2）反相：相位差为
△ = (2 + 1)( = 0，1，2， … )
A与B同相
A与C反相
A与D异相
相位差90°
＝（ ＋ ）
一、简谐运动的表达式
相位
x A sin(t )
振幅
圆频率
初相位
二、描述简谐运动的物理量
＝（ ＋ ）
1.振幅：（1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离。
振幅
O
振幅
（2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。
简谐运动的描述
目录
CONTENTS
1
简谐运动的表达式
2
描述简谐运动的物理量
3
简谐运动的周期性和对称性
4
简谐运动振幅与路程的关系
有些物体的振动可以近似为简谐运
动，做简谐运动的物体在一个位置附近
不断地重复同样的运动。如何描述简谐
运动的这种独特性呢？
知识回顾：
简谐运动的位移图像是一条正弦曲线。
全振动的特点：①位移和速度都会到初状态 ②路程等于4A
②周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，用T表示，
单位：s.
③ 频率：单位时间内完成全振动的次数，用f表示，单位：Hz.
周期T与频率f的关系是T＝
知道即可：弹簧振子的周期由哪些因素决定?
周期公式： T 2
m
k
弹簧振子周期（固有周期）和频率由振动系统本身的因素决定（振子的质量m和弹
②若△ = 2 − 1＜0，振动2的相位比1落后△ 。
4.同相与反相：
（1）同相：相位差为零
△ = 2( = 0，1，2， … )
（2）反相：相位差为
△ = (2 + 1)( = 0，1，2， … )
A与B同相
A与C反相
A与D异相
相位差90°
＝（ ＋ ）
一、简谐运动的表达式
相位
x A sin(t )
振幅
圆频率
初相位
二、描述简谐运动的物理量
＝（ ＋ ）
1.振幅：（1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离。
振幅
O
振幅
（2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。
简谐运动的描述课件
详细描述
能量图是用来描述简谐运动时振子的能量随时间变化的 图像。这个图像通常以时间为横坐标，以振子的能量为 纵坐标。在能量图中，我们可以看到振子的能量是如何 随时间变化的，以及在运动过程中能量的转换和损耗。
05
简谐运动的实例分析
单摆的简谐运动
定义
单摆是一种理想的物理模型，由一根固定在一端的轻杆或 细线，另一端悬挂质量块组成。
《简谐运动的描述课件》
2023-10-30
目录
• 简谐运动概述 • 简谐运动的基本概念 • 简谐运动的公式与计算 • 简谐运动的图像描述 • 简谐运动的实例分析 • 简谐运动的总结与展望
01
简谐运动概述
简谐运动的定义
简谐运动的定义
简谐运动是指物体在一定范围内周期性地来回运动，其运动轨迹呈现为正弦 或余弦函数的形状。这种运动是自然界中最简单、最基本的周期性运动之一 。
高阶效应
对于一些高阶的振动系统，除了振幅和频率的变化外，还需要考虑高阶效应的影响。高阶 效应会导致系统的响应呈现出更为复杂的特性。
未来对简谐运动的研究方向与价值
研究方向
未来对简谐运动的研究方向主要包括：研究更为复杂 的振动系统，例如多自由度振动系统和耦合振动系统 ；研究更为精细的振动模型，例如包含更多影响因素 和非线性效应的模型；研究更为高效的求解方法，例 如能够处理大规模数据和复杂情况的数值方法。
加速度与速度
加速度
在简谐运动中，振子的速度会不断变化，因此加速度也会不断变化。加速度是描述速度变化快慢的物 理量。
速度
在简谐运动中，振子的位置不断变化，因此速度也会不断变化。速度是描述物体运动快慢的物理量。
位移与回复力
位移
在简谐运动中，振子的位置会不断变化， 这种变化称为位移。位移是描述物体位置 变化的物理量。
人教版《简谐运动》教学课件
四、振动图像的表达式
• 1、表达式：
x in(、2T相t 位 差) ： ⑴相位与初相 ⑵相位差：同相、反相
五、图像规律
1．任一时刻t的位移x：对应 于图像上某一点的坐标（t， x）。
三、图像规律
2．任一时刻t的振动方向：上坡上，下 坡下
六.非简谐振动图象
1. 理想模型--- 弹簧振子
振子以O点为中心在水平杆方向做往复运动．
小球与水平杆间 的摩擦忽略不计，
M小球＞＞M弹簧
以上装置称为 弹簧振子
竖直方向上的弹簧振子
• 记录法做图 • 应用：心电图仪、地震仪
实验演示
三、振动图像的物理意义
• 1、纵坐标—位移x • 横坐标—时间t • 2、表示一个振动质点在各个时刻的位移规 律，不是质点的运动轨迹
2.1 简谐运动
一、机械振动
• 物体（或物体的一部分） 在某一中心位置两侧所 做的往复运动，就叫做 机械振动． • 中心位置叫做平衡位置
下面运动都是机械振动：
• 钟摆的摆动，水上浮标的浮动， • 担物行走时扁担的颤动， • 在微风中树梢的摇摆， • 振动的音叉、锣、鼓、琴弦等都是机
械振动．
二、简谐运动
乐音
噪音
• 复杂的非简谐振动是由简谐振动合成的 •对乐噪乐比音声音图的的和象图图噪特象象声点有没的： 规 有图则规象且则周，期没一有定确定周期 [根G学((11条然方(熟即②一2在③ (3用只((（35二最(②匀12作当[猜34121222师 解．课．．．.．．m正)))))))据校纹后案练G使亮碰光统分1、大当速业频想速由明应动比同近]析m狭时特质）质感偏速它M确M百 间 提 二 运 分 条 撞 先计 析 计 初 m直 布 率 A度动确用量结位似′]Rm义点能提能受振度：们把1＝2米距供：用划纹现传 规研算动线置超要量研：守合素守r>m相方出方科光在(做2握mg1赛公器利类板的象播 律究题能运：过合守究照恒能：恒＝＝R)对程问程学的同2机设以2冠式材用比中中中到 理对(E动截理恒对相，具：时mm共Gk论：题：与理一械月下与r军的，等法心央，的 解象的止，′．定象机即有系，464的，艺论EE深运球两π小π入的拓让长刻，一事 光以判频＝＝M律和镜相统pv22两做术意′度动1质点1题TMT射成展学悬线记般件 的外断率mm列研头同受＋>22个出结义，的量地是0cc，，0光绩应生线对下都先 波的及时出究、质到p22，R基猜合及液情2为..＝求共解频m是用设悬齐此满发粒物速，方过立子的＝v本想所应体况mg，解′5得率2计挂某时足生 二体度无1程程体数合pR2>2假。带用，内有′2解动分T1ν0并等条手内， 象施单论；．电、力Gs＝的＋，设来卫部没，得量)·演大亮轮力光 性加位入影不不G2关p碰的星向有2m守gπ′示小条上远后 给的射、同为42地系r撞美质＝各什届.恒R实球纹的大传 研换光消中零R0图后感量4个么奥定2r验完的读于播 究算怎π除子，g地线两，为方2区.运律来成中数外到 对．样车数但R＝球具m向别3会中验一央力的 象微a灯的当m6′2都有，都呢万的4G，证维，，事 的弱眩原内.向对月有T?米临将自碰记可件 力，2光子力前科球压0赛界该己撞下认后 ，几等，远运学的强冠问条的实手为发 不乎．在大动的半，军题纹判验轮相生 必在元于．求径且的的记断上互． 分照①素外知为向成关为，的碰析到极周力欲R各绩键第从读撞内金限m期时．个是：，n而数的力属频表，条方2对得系．时a率中系81亮向m于，出统立：的统i纹的n绕将相动即ν位的，0．压月该应量产置动怎强球条的守生相量样相表纹结恒光同可比等面记论．电，近较；飞为。流同似他行第，位看们的1时素成运条卫间具守动亮星不有恒的纹，超相．快；由过同慢转万1的?动0有－化手引9学轮s力性. ，提质使供．分向划心板力中有心刻线移动至另
人教版《简谐运动》课件.人教
第7页
一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是( D ) A．若位移为负值，则速度一定为正值 B．振子通过平衡位置时，速度为零 C．振子每次通过平衡位置时，速度相同 D．振子每次通过同一位置时，速度不一定相同 【解析】 在简谐运动中，速度方向可能与位移方向相同，也 可能相反，A项错误；振子每次通过平衡位置时，速度都最大，但 速度方向可能相同，也可能相反，B、C两项错误，D项正确．
第8页
(多选)关于做简谐运动的物体的说法正确的是( BCD ) A．加速度方向与位移方向有时相同，有时相反 B．速度方向与加速度方向有时相同，有时相反 C．速度方向与位移方向有时相同，有时相反 D．加速度方向总是与位移方向相反 【解析】 做简谐运动的物体的加速度的方向与位移的方向始 终相反，A项错误，D项正确；当远离平衡位置时，速度与位移的 方向相同，当向平衡位置运动时，速度与位移的方向相反，故B、 C两项正确．
学具：光具座、光屏、蜡烛、白纸、焦距不同的三个凸透镜。
总之，让学生通过各种形式的自主学习，投入到研究性学习过程中去，尝试发现问题的方法，领悟解决问题的途径，体味获得知识的
过程是本节课设计的主题；主动参与、亲身实践、独立思考、合作探究、敢于创新是本节课学生活动的行动指南。
第25页
4.(多选)如图所示为某质点做简谐运动的图像，则下列说法 正确的是( BC )
第28页
解析 第1 反冲运动中机械能往往不守恒． s内振子相对平衡位置的位移方向为正方向，速
4．要放光电子，瞬时放．
拓导展入： 新度液课体：方对（容7向分器钟底也）和为容器正壁有方压强向。 ，A项错误；第2 s末振子在平衡位置，位移
方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律
22．．对 实为电 验磁 方零波 案的，理解B项错误；第3 s末振子相对平衡位置的位移为－20 cm，
一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是( D ) A．若位移为负值，则速度一定为正值 B．振子通过平衡位置时，速度为零 C．振子每次通过平衡位置时，速度相同 D．振子每次通过同一位置时，速度不一定相同 【解析】 在简谐运动中，速度方向可能与位移方向相同，也 可能相反，A项错误；振子每次通过平衡位置时，速度都最大，但 速度方向可能相同，也可能相反，B、C两项错误，D项正确．
第8页
(多选)关于做简谐运动的物体的说法正确的是( BCD ) A．加速度方向与位移方向有时相同，有时相反 B．速度方向与加速度方向有时相同，有时相反 C．速度方向与位移方向有时相同，有时相反 D．加速度方向总是与位移方向相反 【解析】 做简谐运动的物体的加速度的方向与位移的方向始 终相反，A项错误，D项正确；当远离平衡位置时，速度与位移的 方向相同，当向平衡位置运动时，速度与位移的方向相反，故B、 C两项正确．
学具：光具座、光屏、蜡烛、白纸、焦距不同的三个凸透镜。
总之，让学生通过各种形式的自主学习，投入到研究性学习过程中去，尝试发现问题的方法，领悟解决问题的途径，体味获得知识的
过程是本节课设计的主题；主动参与、亲身实践、独立思考、合作探究、敢于创新是本节课学生活动的行动指南。
第25页
4.(多选)如图所示为某质点做简谐运动的图像，则下列说法 正确的是( BC )
第28页
解析 第1 反冲运动中机械能往往不守恒． s内振子相对平衡位置的位移方向为正方向，速
4．要放光电子，瞬时放．
拓导展入： 新度液课体：方对（容7向分器钟底也）和为容器正壁有方压强向。 ，A项错误；第2 s末振子在平衡位置，位移
方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律
22．．对 实为电 验磁 方零波 案的，理解B项错误；第3 s末振子相对平衡位置的位移为－20 cm，
2.1 简谐运动(教学课件)
新课引入
四、课堂小结
机械振动
目标一：
弹簧振子
简谐
运动
目标二：简
谐运动及其
图像
弹簧振子
理想化模型
平衡位置
原来静止时的位置
振子的
位移
相对于平衡位置的位移
特征：正弦曲线
x-t图像
意义：反映位移随时间变化的规律
分析：速度、位移、加速度等
点关于O点对称，则有：
（1）时间的对称：tOB＝tBO＝tOA＝tAO，tOD＝tDO＝tOC＝tCO，tDB＝tBD＝tAC＝tCA
（2）速度的对称:
①物体连续两次经过同一点（如D点）的速度大小相等，方向相反;
②物体经过关于O点对称的两点（如C与D两点）的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反.
（3）位移和加速度的对称：
3.受力特点：
每当物体离开平衡位置时，物体总会受到一个指向平衡位置的力，该力的作用效
果是使物体回到平衡位置，作用力是变力。
机械振动
其他例子
思ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与讨论
往复运动一定就是机械振动是否正确？
①乒乓球在地面上的上下的运动
②体育课上同学进行25米折返跑
新课讲授
二、弹簧振子
理
想
化
模
型
按振动方向分类
水平弹簧
振子
振子的运动轨迹是一条直线。
新课引入
三、简谐运动
思考与讨论：
从以上获得的弹簧振子的 x - t 图像可以看出，小球的位移与时间的关系似乎可以用
正弦（余弦）函数来表示。
那么我们如何确定弹簧振子中小球的位移与时间的关系是否遵从正弦函数规律呢？
方法一 正弦函数代入法：
人教版高中物理选修3-4 第11章 第1节简谐运动 名师公开课省级获奖课件(43张)
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第十一章 机械振动
3．从图象可获取的信息
(1)任意时刻质点的位移的大小和方向。如图1所示，质点在 t1、t2时刻的位
移分别为x1和－x2。
图1
物 理 选 修 3-4 ·
图2
(2)任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图2中a点，下一
时刻离平衡位置更远，故a此刻向上振动。
3-4 ·
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1
课 前 预 习
2
3 4 5
课 内 探 究
素 养 提 升
课 堂 达 标
课 时 作 业
第十一章 机械振动
课
物 理 选 修
前
预
习
3-4 ·
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第十一章 机械振动
知识点 1 机械振动与弹簧振子 1．机械振动 中心 位置附近的往复运动，叫机 (1)定义：物体 (或物体的一部分 )在某一 ______
新课标导学
物
理
选修3-4 ·人教版
第十一章
机械振动
第十一章 机械振动
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第十一章 机械振动
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第十一章 机械振动
物 理 选 修
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第十一章 机械振动
〔情 景 切 入〕 钟摆的运动给人们提供了一种计时的方法，共振筛的运用提高了人们的劳 动效率，车箱与车轴间的减振板使车辆的运动更加平稳，声带的振动可使我们
物 理 选 修
解题指导：(1)振动物体通过同一位置，其位移的方向是一定的，而速度方 向却有两种可能。(2)在判断简谐运动的位移、速度、加速度的关系时，应作出 物理情景示意图。结合示意图进行分析。
简谐运动ppt课件
解：方法1
31.4
15.7
设振动方程为
0
x Acos(t 0 ) 15.7
31.4
1
t(s)
v0 A sin0 15.7cms 1 a0 2 Acos0 0
A vm 31.4cms 1
sin 0
v0
A
15.7 31.4
1 2
0
6
或
5 6
a0
0,则cos0
0
0
6
t 1 v 15.7cms 1 sin( 1 ) v v 1
两振动步调相反,称反相
0
2 超前于1 或 1滞后于 2
相位差反映了两个振动不同程度的参差错落
谐振动的位移、速度、加速度之间的位相关系
x Acos( t 0 )
v
A
sin(
t
0
)
vm
cos(
t
0
2
)
a A 2 cos( t 0 ) am cos( t 0 )
x.v.a. x
衡位置的运动。
• 平衡位置：质点在某位置所受的力（或沿 运动方向受的力）等于0，则此位置称为平 衡位置。
•线性回复力：若作用于质点的力总与质点相对于平 衡位置的位移（线位移或角位移）成正比，且指向 平衡位置，则称此作用力为线性回复力。
若以平衡位置为原点，以X表示质点相对于平衡
位置的位移，则
f kx
3
a 0.12 2 cos( 0.5 ) 0.103
3
(3) 当x = -0.06m时，该时刻设为t1,得 cos(t ) 1
13
2
t 2 , 4
133 3
因该时刻速度为负，应舍去
简谐运动课件ppt
单摆的简谐运动
总结词
单摆的简谐运动是指一个质点在重力作用下做周期性振 动。
详细描述
单摆的简谐运动是指一个质点在重力作用下绕固定点做 周期性振动。当质点从平衡位置出发，受到重力的作用 向下加速运动，到达最低点时速度达到最大值，然后受 到回复力的作用开始向上减速运动，到达最高点时速度 为零。在摆动过程中，回复力与质点的位移成正比，当 质点回到平衡位置时，回复力为零，质点的速度达到最 大值。
结果
通过实验，可以观察到弹簧振子 的振动轨迹呈正弦波形，并记录
下振幅、周期等数据。
分析
根据记录的数据，可以计算出弹 簧振子的振动频率和相位差，进
一步分析简谐运动的特性。
讨论
简谐运动在现实生活中有着广泛 的应用，如钟摆、乐器振动等。 通过实验，可以深入理解简谐运 动的原理，为后续的学习和实际
应用打下基础。
简谐运动的平衡位置是指 物体受到的回复力为零的 位置，通常也是振动的中 心点。
回复力
回复力是指使物体返回平 衡位置并指向平衡位置的 力，它是使物体做简谐运 动的力。
简谐运动的特点
往复性
简谐运动是一种往复运动 ，物体在运动过程中会不 断重复往返于平衡位置和 最大位移处。
周期性
简谐运动是一种周期性运 动，其运动周期是固定的 ，与振幅和角频率有关。
实验器材与步骤
器材：弹簧振子、示波器、数据采集器、电脑 等。
011. 准备实验器材，源自弹簧振子连接到数据 采集器上。03
02
步骤
04
2. 启动实验，观察弹簧振子的振动情况， 记录振幅、周期等数据。
3. 使用示波器观察振动的波形，了解相位 的概念。
05
06
4. 分析实验数据，得出结论。
第二章 1 《简谐运动》课件ppt
规定正方向,则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置
的坐标来表示。
(2)简谐运动的速度
①物理含义:速度是描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。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。
②特点:振子在平衡位置速度最大,在两最大位移处速度为零。
(3)加速度
一薄板连接，薄板的质量不计，板上放一重物．用手将重物往
下压，然后突然将手撤去，则重物被弹离之前的运动情况是
加速度先________后________．
【答案】减小
增大
【解析】竖直方向的弹簧振子的振动也是简谐运动，但它的平衡位
置在重力与弹力平衡的位置，此位置加速度为零．因此从平衡位置将弹
簧压缩以后放手，它的加速度是先减小，到达平衡位置以后再增大．
[典例剖析]
例题2(2021新疆实验中学高二期末)如图所示为一质点的简谐运动图像。
由图可知,下列说法正确的是(
)
A.质点的运动轨迹为正弦曲线
B.t=0时,质点正通过平衡位置向正方向运动
C.t=0.25 s时,质点的速度方向与位移的正方向相反
D.质点运动过程中,两端点间的距离为0.1 m
解析 质点做简谐振动时,运动轨迹是一条直线,离开平衡位置的位移与时
物体的位移和加速度的方向是一定的,而速度的方向却有两种可能。
[典例剖析]
例题1(多选)弹簧上端固定在O点,下端连接一小球,组成一个振动系统,如
图所示,用手向下拉一小段距离后释放小球,小球便上下振动起来,关于小
球的平衡位置,下列说法正确的是(
A.在小球运动的最低点
)
B.在弹簧处于原长时的位置
C.在小球速度最大时的位置 D.在小球原来静止时的位置
的坐标来表示。
(2)简谐运动的速度
①物理含义:速度是描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量。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。
②特点:振子在平衡位置速度最大,在两最大位移处速度为零。
(3)加速度
一薄板连接，薄板的质量不计，板上放一重物．用手将重物往
下压，然后突然将手撤去，则重物被弹离之前的运动情况是
加速度先________后________．
【答案】减小
增大
【解析】竖直方向的弹簧振子的振动也是简谐运动，但它的平衡位
置在重力与弹力平衡的位置，此位置加速度为零．因此从平衡位置将弹
簧压缩以后放手，它的加速度是先减小，到达平衡位置以后再增大．
[典例剖析]
例题2(2021新疆实验中学高二期末)如图所示为一质点的简谐运动图像。
由图可知,下列说法正确的是(
)
A.质点的运动轨迹为正弦曲线
B.t=0时,质点正通过平衡位置向正方向运动
C.t=0.25 s时,质点的速度方向与位移的正方向相反
D.质点运动过程中,两端点间的距离为0.1 m
解析 质点做简谐振动时,运动轨迹是一条直线,离开平衡位置的位移与时
物体的位移和加速度的方向是一定的,而速度的方向却有两种可能。
[典例剖析]
例题1(多选)弹簧上端固定在O点,下端连接一小球,组成一个振动系统,如
图所示,用手向下拉一小段距离后释放小球,小球便上下振动起来,关于小
球的平衡位置,下列说法正确的是(
A.在小球运动的最低点
)
B.在弹簧处于原长时的位置
C.在小球速度最大时的位置 D.在小球原来静止时的位置