1、 1.加速度加速度大小方向都不变大小方向都不变的匀变速直线运动。的匀变速直线运动。 （自由落体运动）（自由落体运动） 思考思考1 1：我们以前学过哪些运动形式？我们以前学过哪些运动形式？ 2.加速度加速度大小方向都不变大小方向都不变的匀变速曲线运动。的匀变速曲线运动。 （平抛运动）（平抛运动） 3.加速度加速度大小不变方向改变大小不变方向改变的变加速曲线运的变加速曲线运 动。（匀速圆周运动）动。（匀速圆周运动） 教学录像教学录像 ： 机械振动机械振动 思考思考2 2：如果加速度大小和方向都改变，那么如果加速度大小和方向都改变，那么 物体会做什么运动呢？物体会做什么运动呢？ 机械振动机械振动 特
2、点 “中心”意味着具有“对称性”（也称这中心为平衡位置）中心”意味着具有“对称性”（也称这中心为平衡位置） （1 1）、围绕着）、围绕着“中心中心”位置位置 （2 2）、）、“往复往复”运动运动 “往复”意味着具有“周期性”（知道一次完整的运动情况可推之后的运动情往复”意味着具有“周期性”（知道一次完整的运动情况可推之后的运动情 况）况） 弹簧振子弹簧振子理想化模型理想化模型 2、 理想化处理理想化处理： 忽略摩擦力忽略摩擦力 忽略弹簧质量忽略弹簧质量 思考：思考：振子的运动是怎样一种运动呢？振子的运动是怎样一种运动呢？ 一、弹簧振子一、弹簧振子 1 1、概念：小球和弹簧所组成的系统的名称，有
3、时也、概念：小球和弹簧所组成的系统的名称，有时也 把这样的小球称做弹簧振子或简称振子把这样的小球称做弹簧振子或简称振子 振子的位移振子的位移x x都是都是相对于平衡位置相对于平衡位置的位移，的位移，以平衡位置为以平衡位置为 坐标原点坐标原点O O，沿振动方向建立坐标轴。规定在，沿振动方向建立坐标轴。规定在O O点右边时位移点右边时位移 为正，在左边时位移为负。为正，在左边时位移为负。 二、弹簧振子的位移二、弹簧振子的位移时间图象时间图象 O X XA A为正、为正、X XB B为负为负 研究弹簧振子的运动研究弹簧振子的运动 1 1、位移随时间的变化规律、位移随时间的变化规律 （1 1）作图法）
4、作图法 二、弹簧振子的位移二、弹簧振子的位移时间图象时间图象 2 2、图象绘制方法、图象绘制方法 第一个第一个1/21/2周期：周期： 时间时间t(s)t(s) 0 0 t t0 0 2t2t0 0 3t3t0 0 4t4t0 0 5t5t0 0 6t6t0 0 位移位移x(m)x(m) - -20.020.0 - -17.817.8 - -10.110.1 0.10.1 10.310.3 17.717.7 20.020.0 第二个第二个1/21/2周期：周期： 时间时间t(s)t(s) 6t6t0 0 7t7t0 0 8t8t0 0 9t9t0 0 10t10t0 0 11t11t0 0 1
5、2t12t0 0 位移位移x(m)x(m) 20.020.0 17.717.7 10.310.3 0.10.1 - -10.110.1 - -17.817.8 - -20.020.0 横坐标：横坐标：振动时间振动时间t t 纵坐标：纵坐标：振子相对于平衡位置振子相对于平衡位置 的位移的位移 猜想：猜想：弹簧振子的位移弹簧振子的位移时间图象可能是余弦曲线。时间图象可能是余弦曲线。 二、弹簧振子的位移二、弹簧振子的位移时间图象时间图象 匀速圆周运动物体在水平方向的投影与水平方向匀速圆周运动物体在水平方向的投影与水平方向 弹簧振子的运动是等效的。弹簧振子的运动是等效的。 【实验验证实验验证】 动画演
6、示：简谐与圆周运动等效动画演示：简谐与圆周运动等效 )cos()cos(tAx （2 2）、频闪照相）、频闪照相 二、弹簧振子的位移二、弹簧振子的位移时间图象时间图象 在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔，让一条纸带在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔，让一条纸带 在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带 上画出的就是小球的振动图象。上画出的就是小球的振动图象。 (3)(3)、描图记录法、描图记录法 二、弹簧振子的位移二、弹簧振子的位移时间图象时间图象 教学录像教学录像: :简谐运动图像的应用简谐运动图像的应用 二、弹簧振子的位移二、弹簧振子的位移时
7、间图象时间图象 (4)(4)、用传感器和计算机描绘、用传感器和计算机描绘 探究实验：探究实验： 弹簧振子的振动图像弹簧振子的振动图像 【实验目的实验目的】 观察弹簧振子的振动图像观察弹簧振子的振动图像 【实验原理实验原理】 将位移传感器发射模块作为弹簧振子固定在弹簧振子实验器上并使之振动，获将位移传感器发射模块作为弹簧振子固定在弹簧振子实验器上并使之振动，获 得的得的s-t曲线即为弹簧振子的振动图像。曲线即为弹簧振子的振动图像。 【实验器材实验器材】 思迈思迈Prodigy Lab 数据采集器、位移传感器、计算机、弹簧振子实验器等。数据采集器、位移传感器、计算机、弹簧振子实验器等。 【实验装置
8、图实验装置图】 【实验过程实验过程】 1将位移传感器的发射模块作为弹簧振子使用，平放固定在滑块上并可做水平将位移传感器的发射模块作为弹簧振子使用，平放固定在滑块上并可做水平 振动。将接收模块固定在气垫导轨的一端，连接到数据采集器，使之与发射模振动。将接收模块固定在气垫导轨的一端，连接到数据采集器，使之与发射模 块处于同一平面且基本正对；块处于同一平面且基本正对； 2打开思迈打开思迈Prodigy Lab实验平台，点击“数据列表”。实验平台，点击“数据列表”。 3打开位移传感器发射模块的电源开关，点击“开始读数”，使之水平振动，打开位移传感器发射模块的电源开关，点击“开始读数”，使之水平振动，
9、可以观察到弹簧振子振动图像，如图。可以观察到弹簧振子振动图像，如图。 1、定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦、定义：如果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（函数的规律，即它的振动图象（xt图象）是一条图象）是一条 正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。如：弹簧正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。如：弹簧 振子的运动。振子的运动。 简谐运动是最简单、最基本的振动。简谐运动是最简单、最基本的振动。 2 2、简谐运动的图象、简谐运动的图象 横坐标横坐标时间；纵坐标时间；纵坐标偏离平衡位置的位移偏离平衡位置的位移 三、简谐运动及其图象三、简谐运动及其图象 t x o 思考思考
10、1、简谐运动的图象就是物体的 运动轨迹吗？ 2、由简谐运动的图象判断简谐 运动属于下列哪一种运动？ A A、匀变速运动、匀变速运动 B B、匀速直线、匀速直线 运动运动 C C、变加速运动、变加速运动 D D、匀加速直线运动、匀加速直线运动 t x o 小小 结结 1 1、机械振动：、机械振动：物体在平衡位置（中心位置）两物体在平衡位置（中心位置）两 侧附近所做侧附近所做往复往复运动。运动。通常简称为振动。通常简称为振动。 平衡位置：平衡位置：振子原来静止时的位置振子原来静止时的位置 2 2、弹簧振子、弹簧振子理性化模型：不计阻力、弹簧的质理性化模型：不计阻力、弹簧的质 量与小球相比可以忽略。量与小球相比可以忽略。 3 3、简谐运动：、简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从正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（弦函数的规律，即它的振动图象（x xt t图象）是图象）是 一条正弦曲线。一条正弦曲线。 t x o
