2017-2018学年人教版选修3-4 第十一章 1.简谐运动 学案
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课堂互动

三点剖析

1.弹簧振子的运动规律

弹簧振子原来静止的位置是平衡位置。振子振动过程中经过平衡位置位移是零,而速度最大。离开平衡位置时,位移变大,但速度变小。速度为零处是最大位移处,振动的位移是相对平衡位置而言。

我们以弹簧振子的平衡位置为坐标原点,用纵轴表示其位移,横轴表示时间,把用频闪摄影得到的振子各时刻的位移,画在坐标上,从而可得到振子的位移随时间的变化图象。

我们发现位移随时间变化规律是按正弦规律或余弦规律变化的。

2.振动图象的应用

振动图象是振子的位移随时间的变化规律,根据振动图象:

(1)可直接读取振子在某一时刻相对于平衡位置的位移大小。

(2)从振动图象上可直接读出振幅(正(负)位移的最大值。)

(3)从振动图象上可直接读出周期。(下节讲)

(4)可判断某一时刻振动物体的速度方向和加速度方向,以及它们的大小变化趋势。

应用振动图象时,首先要注意理解好图象与振动物体的实际振动过程的对应关系,然后才能正确地做出解答。

3.绘制振动图象

绘制振动图象时,以时间为横轴,以位移为纵轴,首先列表找出各时刻t对应的振子位移,然后据表在位移-时间图象上描出对应的点,用平滑的曲线连接各点,便得到振动图象,也可以用在振动物体上固定一记录装置方法画出,由于纸带的运动是匀速的,纸带的运动距离x=vt,时间t=,即时间t的大小可以用x的大小来表示。

各个击破

【例1】 表11-1-1是用频闪照相的办法得到的一组简谐运动的实验数据。

表11-1-1

  时间t   0   1t0   2t0   3t0   4t0   5t0   6t0   位移x/mm   -20.0   -17.8   -10.1   +0.1   +10.3   +17.7   +20.0

  时间t   7t0   8t0   9t0   10t0   11t0   12t0   位移x/mm   +17.7   +10.3   +0.1   -10.1   -17.8   -20.0 表中t0=0.11 s是相邻两次闪光的时间间隔,x表示振子偏离平衡位置(x=0)的大小,起始时间(t=0)振子被拉伸到左侧距平衡位置20 mm处。