件新人教版选修3_420190125425.pptx

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资源描述

1、第1课时 简谐运动,研究选考把握考情,知识点一 弹簧振子,基 础 梳 理,1.平衡位置小球原来_时的位置。 2.机械振动小球在_附近的_运动,是一种机械振动,简称振动。,静止,平衡位置,往复,3.弹簧振子,如图1所示,把一个有孔的小球装在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在_的杆上,能够自由滑动,两者之间的摩擦可以忽略,弹簧的质量与小球的质量相比也可以_,这样的系统称为弹簧振子。,图1,光滑,忽略,易错警示,(1)弹簧振子不一定水平放置,例如:竖直悬挂的弹簧振子、光滑斜面上的弹簧振子,如图2所示。,图2,(2)振动是一种往复运动,具有周期性和往复性。,(多选)下列运动属于机械振动的是( )

2、A.乒乓球在地面上的自由来回上下运动 B.弹簧振子在竖直方向的上下运动 C.秋千在空中的来回运动 D.竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动 答案 BCD,即 学 即 练,知识点二 弹簧振子的位移时间图象,1.建立坐标系如图3所示,以小球的_为坐标原点,沿着它的_方向建立坐标轴。小球在平衡位置_边时它对平衡位置的位移为正,在_边时为负。,基 础 梳 理,图3,平衡位置,振动,右,左,用频闪照相机拍摄时,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,对应小球在各个时刻的位置,得到如图3所示的图象。,2.振子位置的确定,匀速,要 点 精 讲,1.振子的位移x的意义振子的位移通常以平衡

3、位置为参考点,是由平衡位置指向振子所在位置的有向线段(不同于一般运动的位移)。在xt图象中,振子位置在t轴上方,表示位移为正(如图4中t1、t4时刻的位移),位置在t轴下方表示位移为负(如图4中t2时刻的位移)。,图4,2.图象的物理意义:反映了振子位置随时间变化的规律,它不是振子的运动轨迹。,【例1】 如图5所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移时间图象,下列有关该图象的说法正确的是( ),A.该图象的坐标原点是建立在弹簧振子的平衡位置 B.从图象可以看出小球在振动过程中是沿横轴方向移动的 C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移让底片沿垂直x轴方向匀速运动 D.图象中小球的疏密显示

4、出相同时间内小球位置变化快慢不同,图5,解析 该图象的坐标原点是建立在弹簧振子的平衡位置,小球的振动过程是在垂直于横轴方向的,故A对B错;由获得图象的方法知C对;频闪照相是相同时间内留下的小球的像,因此小球的疏密显示了它的位置变化快慢,D对。 答案 ACD,名师点睛 (1)弹簧振子位于关于平衡位置对称的两点时,振子的位移大小相等,方向相反;振子的速度大小相等,方向可能相同,也可能相反。 (2)振动图象描述的是振动质点的位移随时间的变化关系,而非质点运动的轨迹。比如弹簧振子的运动,其轨迹为一条线段,而它的振动图象却是正弦曲线。,【例2】 如图6甲所示为一弹簧振子的位移时间图象,在乙图中,规定振子

5、向右的方向为正方向,则( ),A.图甲中振子振动的起始位置是O点 B.从初始位置开始,振子向右运动 C.甲图中的O、A、B、C、D分别与乙图中的E、G、E、F、E对应 D.在t2 s时,振子的速度的方向与t0时速度的方向相同,甲 乙 图6,解析 由甲图可知,起始位置位移为零,而位移是指由平衡位置指向振子所在位置的有向线段的长度,故起始位置应在平衡位置,选项A正确;从初始位置开始,振子的位移为正,故振子向右运动,选项B正确;O、B、D点位移为零,对应平衡位置E,A点为正向最大位移,对应位置为G,C点为负向最大位移,对应位置为F,选项C正确;t0时,切线斜率为正,说明振子向正方向运动,t2 s时,

6、切线斜率为负,说明振子向负方向运动,则两时刻速度方向相反,选项D错误。 答案 ABC,知识点三 简谐运动及其图象,1.如果质点的位移与时间的关系遵从_函数的规律,即它的振动图象(xt图象)是一条_曲线,这样的振动叫做简谐运动。 2.简谐运动是最简单、最基本的_ ,弹簧振子的运动就是_ 。,基 础 梳 理,正弦,正弦,振动,简谐运动,要 点 精 讲,1.简谐运动的位移和一般运动中的位移有很大区别,一般运动中的位移都是由初位置指向末位置。而简谐运动的位移都是由平衡位置指向振动质点所在位置。 2.简谐运动中质点原来静止的位置是平衡位置。振动质点振动过程中经过平衡位置时位移是零,而速度最大。离开平衡位

7、置时,位移变大,速度变小。速度为零处是最大位移处。,【例3】 如图7所示为某质点做简谐运动的图象,下列说法中正确的是( ),A.由PQ,位移在增大 B.由PQ,速度在增大 C.由MN,位移先减小后增大 D.由MN,位移始终减小,图7,解析 由PQ,质点远离平衡位置运动,位移在增大而速度在减小,选项A正确,B错误;由MN,质点先向平衡位置运动,经平衡位置后又远离平衡位置,因而位移先减小后增大,选项C正确,D错误。 答案 AC,名师点睛 图象的应用 (1)确定位移及变化 从简谐运动图象可直接读出不同时刻t的位移值,从最大位移处向平衡位置运动过程中位移减小,从平衡位置向最大位移处运动过程中位移增大。

8、 (2)确定各时刻速度的大小和方向 速度的方向结合质点的实际运动方向判断。 速度的大小根据位移情况判断:在平衡位置,质点速度最大;在最大位移处,质点速度为0。在从平衡位置向最大位移处运动的过程中,速度减小;在从最大位移处向平衡位置运动的过程中,速度增大。,1.如图8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( ),A.大小为OC,方向向左 B.大小为OC,方向向右 C.大小为AC,方向向左 D.大小为AC,方向向右 解析 振子离开平衡位置的位移,以O点为起点,C点为终点,位移大小为OC,方向向右,选项B正确。 答案 B,图8,2.对于做简谐运动的弹簧

9、振子,下述说法中正确的是( ),A.振子通过平衡位置时,速度最大 B.振子在最大位移处时,速度最大 C.振子在连续两次通过同一位置时,位移相同 D.振子连续两次通过同一位置时,速度相同 解析 振子经过平衡位置时速度最大,A正确;振子在最大位移处时速度最小,B错误;同一位置相对于平衡位置的位移相同,C正确;速度是矢量,振子经过同一位置时速度的大小相同,方向不一定相同,D错误。 答案 AC,3.一个质点做简谐运动的振动图象如图9所示,质点在哪段时间内的速度方向和位移的方向相同( ),A.00.3 s和0.30.6 s B.0.60.9 s和0.91.2 s C.00.3 s和0.60.9 s D.0.30.6 s和0.91.2 s 解析 远离平衡位置的过程是速度和位移方向相同的过程,所以C正确。 答案 C,图9,4.一质点做简谐运动的图象如图10所示,下列说法正确的是( ),A.01 s速度在增大 B.01 s位移在增大 C.23 s速度在增大 D.23 s位移在增大 解析 01 s质点从正向最大位移处向平衡位置运动,速度增大,位移减小;23 s质点从负向最大位移处向平衡位置运动,速度增大,但相对于平衡位置的位移减小。故A、C正确。 答案 AC,图10,

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