《20192013届高考物理核心要点突破系列课件：第9章第三节《简谐运动的图象》(人教版选修3-4).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《20192013届高考物理核心要点突破系列课件：第9章第三节《简谐运动的图象》(人教版选修3-4).ppt（38页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第三节 简谐运动的图象,目标概览 学习目标：1.知道振动图象的意义 2能根据图象知道振动的振幅、周期、频率 3能确定某时刻质点的位移、回复力、加速度、速度的方向 重点难点：1.重点：简谐运动图象的意义 2难点：简谐运动图象的作法和应用 学法指导：学会从图象读取信息，可以结合实际模型分析和理解图象,核心要点突破,课堂互动讲练,随堂达标自测,第三节 简谐运动的图象,基础知识梳理,课时活页训练,基础知识梳理,一、简谐运动的图象 1振动图象：简谐运动的物体对平衡位置的_随_变化的图象，叫做简谐运动的_图象，通常称为振动的图象,位移,时间,位移时间,2.图象的作法：以纵轴表示_，横轴表示_，根据各个时刻
2、质点的坐标数据，在坐标平面上画出各点，并用_将各点连接起来，就得到一条正弦(或余弦)曲线，这就是振动图象 思考 1.振动图线表示的是物体运动的径迹吗？,振动位移,时间,平滑曲线,3图象特点：是一条正弦或余弦曲线 【思考提示】 1.简谐运动的图象不是质点振动的轨迹,二、从简谐运动的图象(振动图象)可以了解振动情况 参看图931所示，从振动图象可确定： 图931,1振幅A：图象的_,横坐标差值,纵坐标最大值,3任一时刻t的位移x：对应于图象上某一点的坐标(t，x) 4任一时刻t的加速度a：总是指向_(平行于x轴指向t轴)，x0时，a0；xA时，a达最大值,平衡位置,5.任一时刻t的振动方向：图象斜
3、率为正时，速度为_，斜率为负时，速度为_，x0时，速度_ 思考 2.课本中描绘振动图象时，为什么要求匀速拉动纸带？,正向,负向,最大,6借助振动图象还可以说明加速度、速度随时间的变化情况 【思考提示】 2.因为匀速拉动纸带时，纸带的位移与时间成正比，即svt，因此，一定的位移就对应一定的时间，所以要匀速拉动纸带，这样才能用纸带移动的距离表示时间,三、振动图象的应用 振动图象在实际中有很多应用例如：心电图、地震仪、机械故障检测等,一、对简谐运动图象的理解 1简谐运动的图象不是质点的运动轨迹，而是描述某一振动质点在各个时刻的位移 2计时点不同，图象形状不同，计时点一旦确定，图象形状不变，仅随时间向
4、后延伸，图象的具体形状跟计时起点及正方向规定有关,核心要点突破,3由图象可以判定 (1)振幅、周期、质点各时刻位移； (2)各时刻质点的回复力、加速度和速度方向； (3)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能变化情况 特别提醒 振动图象好比录像，不同时刻开始，录下的内容不同，一旦录下，记录的内容不变，随时间延伸，记录下的内容增多所以以前的图象不变，后面的可以按规律延伸,二、如何比较分析各时刻的回复力、加速度、速度、动能和势能等物理量的大小及它们的关系？,三、振动图象的应用 1可以确定振动物体在任一时刻的位移如图932中，对应t1、t2时刻的位移分别为x17 cm，x25 cm.
5、 2确定振动的振幅图中最大位移的绝对值就是振幅，如图932表示振动的振幅是10 cm.,图932,4确定各时刻质点运动速度的大小和方向 (1)在简谐运动的图象中，作出曲线上任一点的切线，切线的斜率即为质点运动的速度(包括大小和方向)，斜率的绝对值表示速度的大小，斜率的正负表示速度的方向 (2)根据质点位移的变化情况来判断质点离平衡位置越近，运动速度越大，离平衡位置越远，速度越小；在最大位移处，速度为零,如图932中的t1时刻，质点正远离平衡位置向位移的正方向运动；在t3时刻，质点向着平衡位置运动,例如在图932中t1时刻质点位移x1为正，则加速度a1为负，t2时刻质点位移x2为负，则加速度a2
6、为正，又因为|x1|x2|，所以|a1|a2|.,即时应用 如图933所示，一个水平放置的弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，O为振子的平衡位置，设水平向右的方向为正方向，以某一时刻作计时起点(t0)，经1/4周期，振子具有正方向最大加速度那么，在图934所示的几个振动图象中(x表示振子离开平衡位置的位移)，能正确反映该振子振动情况的是( ),图933,图934,课堂互动讲练,利用振动图象求振动物理量,如图935所示是某弹簧振子的振动图象，试由图象判断下列说法中哪些是正确的( ),图935,A振幅为3 cm，周期为8 s B4 s末振子速度为负，加速度为零 C第14 s末振子加速度为正，速度最大
7、 D4 s末和8 s末时振子的速度相同,【解析】 由图象可知振幅A3 cm，周期T8 s，故选项A正确 4 s末图线恰与横轴相交，位移为零，则加速度为零过这一点作图象的切线，切线与横轴的夹角大于90(或根据下一时刻位移为负)，所以振子的速度为负，故选项B正确 根据振动图象周期性，可推知第14 s末质点处于负的最大位移处(也可以把图象按原来的形状向后延伸至第14 s末)，因此质点的加速度为正的最大，但速度为零，故选项C错误,第4 s和第8 s末质点处在相邻的两个平衡位置，则速度方向显然相反(或根据切线斜率判断)，所以选项D错误. 【答案】 AB 【思维升华】 根据简谐运动图象分析简谐运动情况，关
8、键是要知道图象直接表示了哪些物理量，间接表示了哪些物理量，掌握分析间接表示的物理量的方法和依据,一弹簧振子沿图936的x轴振动，振幅为4 cm，振子的平衡位置位于x轴上的O点，a、b、c、d为四个不同的振动状态；黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向图937给出了4条振动图线，则( ),振动情况和振动图象的结合,图936,图937 A若规定状态a时t0，则振子的振动图象为 B若规定状态b时t0，则振子的振动图象为 C若规定状态c时t0，则振子的振动图象为 D若规定状态d时t0，则振子的振动图象为,【解析】 将振子的振动情况与振动图象结合起来图象表示振子在t0时，位于x3 cm处，且正向
9、x轴正方向运动，即为此时状态a，A项正确图象表示振子在t0时，位于x3 cm处，且正向x轴负方向运动图象表示振子在t0时，位于x2 cm处，且正向x轴正向运动图象表示振子在t0时，位于x4 cm处，即负向最大位移处，将要向正方向运动，对应状态d ，所以D项正确,【答案】 AD 【思维升华】 分析某状态所对应的图象，不但应知道该时刻振子的位移，还要明确振子的振动方向,某同学通过实验画一个电动音叉的振动图象，方法是：用一块质量为2 kg涂有炭黑的玻璃板，竖直向上由静止开始用恒力向上拉，一个装有指针的振动频率为5 Hz的电动音叉在玻璃板上画出如图938所示的曲线,振动图象和实际问题相结合,老师看了之后，对该同学说：这个振动图象画失败了，但如果你量一量OA、OB、OC的长度，你就可计算出你的拉力为多少，若量得OA1 cm，OB4 cm，OC9 cm，则拉力F有多大？(g取10 m/s2) 图938,【答案】 24 N 【思维升华】 解此类题目一定要把简谐运动的规律与牛顿运动定律相联系，但应注意在求加速度时，不要认为玻璃板的初速度为零；再一点是牛顿第二定律为F合ma，千万不能漏掉重力，以上两点为易错点,随堂达标自测,课时活页训练,本部分内容讲解结束,点此进入课件目录,按ESC键退出全屏播放,谢谢使用,