XX高三物理復習知識點：簡諧運動的圖象

1、XX 高三物理復習知識點：簡諧運動的圖象三、簡諧運動的圖象 、理解振動圖象的物理意義;2、 利用振動圖象求振動物體的振幅、周期及任意時刻 的位移;3、 會將振動圖象與振動物體在某時刻位移與位置對應， 并學會在圖象上分析與位移x有關的物理量。4、 觀察砂擺演示實驗中拉動木板勻速運動，讓學生學 會這是將質(zhì)點運動的位移按時間掃描的基本實驗方法?！局攸c、難點分析】.重點：簡諧運動圖象的物理意義。2.難點：振動圖象與振動軌跡的區(qū)別?！窘虒W過程】一、新課引入質(zhì)點做直線運動時，x-t圖象形象地說明質(zhì)點的位移隨 時間變化的規(guī)律。若以質(zhì)點的初始位置為坐標原點，x表示 質(zhì)點的位移。提問1：初速度為零的勻加速直線運

2、動物體的位移隨時 間變化規(guī)律如何?并畫出位移-時間的圖象。提問2：x-t圖象是拋物線，其圖象的橫縱坐標、原點 分別表示什么?物體運動的軌跡是什么?答2：橫軸表示時間;縱軸表示位移;坐標原點表示計時、 位移起點。物體運動的軌跡是直線。物體做簡諧運動，是周期性變化的運動，它的位移隨時 間變化的規(guī)律又是什么樣的呢?這正是本節(jié)要解決的問題。二、圖象的形成方法1、頻閃照相 前邊我們已經(jīng)知道對于頻閃照片：是每隔相等的時間， 給物體照一次相，我們假設相鄰兩次閃光的時間間隔為t0，則照片上記錄的是每隔時間t0振子所在的位置。列表、讀數(shù)，把對應于不同時刻的位置記錄下來。 第一個周期時間t0t02t03t04t0

3、5t06t0位移x-20.0-17.6-100.1210.417.620.0第二個周期時間t6t07t08t09t010t011t012t0位移x20.017.610.40.12-10-17.6-20.0方法2：砂擺演示：下面的木板不動，讓砂擺振動。.砂在木板上來回劃出一條直線，說明振動物體僅僅只 在平衡位置兩側(cè)來回運動，但由于各個不同時刻的位移在木 板上留下的痕跡相互重疊而呈現(xiàn)為一條直線。2.砂子堆砌在一條直線上， 堆砌的沙子堆， 它的縱剖面 是矩形嗎?學生答：砂子不是均勻分布的，中央部分堆的少，在擺 的兩個靜止點下方，砂子堆的多，因為擺在平衡位置運動的 最快。講解：質(zhì)點做的是直線運動，但它

4、每時刻的位移都有所 不同。如何將不同時刻的位移分別顯示出來呢?演示：讓砂擺振動，同時沿著與振動垂直的方向勻速拉 動擺下的長木板現(xiàn)象：原先成一條直線的痕跡展開成一條曲線。 二、圖象的物理意義.x-t圖線是一條質(zhì)點做簡諧運動時， 位移隨時間變化的 圖象。2.振動圖象的橫坐標表示的是時間t，因此，它不是質(zhì) 點運動的軌跡，質(zhì)點只是在平衡位置的兩側(cè)來回做直線運動。3.振動圖象是正弦曲線還是余弦曲線， 這決定于t=0時 刻的選擇。三、簡諧運動圖象描述振動的物理量 通過圖5振動圖象，回答直接描述量。答：振幅為5cm,周期為4s，及t=1s,x=5cm, t=4s,x=0等。.直接描述量：1振幅A；周期T;任

5、意時刻的位移to2.間接描述量：x-t圖線上一點的切線的斜率等于V。例：求出上圖振動物體的振動頻率，角及t=5s時的瞬 時速度。t=5s,x=5cm處曲線的斜率為0,速度v=0。四、從振動圖象中的x分析有關物理量 簡諧運動的特點是周期性。在回復力的作用下，物體的 運動在空間上有往復性，即在平衡位置附近做往復的變加速 運動;在時間上有周期性，即每經(jīng)過一定時間，運動就要重 復一次。我們能否利用振動圖象來判斷質(zhì)點x，F(xiàn)，v，a的 變化，它們變化的周期雖相等，但變化步調(diào)不同，只有真正 理解振動圖象的物理意義，才能進一步判斷質(zhì)點的運動情況。例：圖6所示為一彈簧振子的振動圖象。分析：1求A，f2求t=0時

6、刻，單擺的位置;3若規(guī)定振子以偏離平衡位置向右為正，求圖中o,A,B,c，D各對應振動過程中的位置；4t=1.5s，對質(zhì)點的x，F(xiàn)，v，a進行分析。5畫出3-4秒內(nèi)的圖像1由振動圖象知A=3cm,T=2s,2t=0時刻從振動圖象看，x=0，質(zhì)點正擺在E點即將向G方向運動。3振動圖象中的o,B,D三時刻，x=0，故擺都在E位置，A為正的最大位移處，即G處，c為負的最大位移處，即F處。4t=1.5s,x=-3cm，由F=-kx,F與X反向，F(xiàn)*X,由 回復力F為正的最大值，a*F,并與F同向，所以a為正的 最大值,c點切線的斜率為零,速度為零。由F=-kx,F=ma分析可知：.x>0，F(xiàn)<0，a<0;x<0，F(xiàn)>0，a>0。2. x-t圖線上一點切線的斜率等于v;v-t圖線上一點切 線的斜率等于a。3. x，v，a的變化周期都相等， 但它們變化的步調(diào)不同。五、應用：心電圖地震儀繪制的圖線六、課堂小結(jié).簡諧運動的圖象表示做簡諧運動的質(zhì)點的位移隨時間 變化的關系，是一條正弦曲線，不是質(zhì)點運動的軌跡。2.從振動圖象可以看出質(zhì)點的振幅、周期以及它在任意 時刻的位移。3.凡與位移x有關的物理量都可按位移x展開，均可在圖象上得到間接描述，為進一步分析質(zhì)點在某段時間內(nèi)的運動情況奠定基礎七、板書設計簡.圖象諧運2.物理意義：振動物體的位