高中物理人教版选修3-4课件：11.1 简谐运动

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11.1 简谐运动 每课一练（人教版选修3-4）

1．下列运动中属于机械振动的是( )

A．小鸟飞走后树枝的运动

B．爆炸声引起窗子上玻璃的运动

C．匀速圆周运动

D．竖直向上抛出物体的运动

2．做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内( )

A．振子的位移越来越大

B．振子正向平衡位置运动

C．振子速度与位移同向

D．振子速度与位移方向相反

3．关于简谐运动的振动图象，下列说法中正确的是( )

A．表示质点振动的轨迹是正弦或余弦曲线

B．由图象可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向

C．表示质点的位移随时间变化的规律

D．由图象可判断任一时刻质点的速度方向

4．如图6所示是某振子做简谐运动的图象，以下说法中正确的是(

)

图6

A．因为振动图象可由实验直接得到，所以图象就是振子实际运动的轨迹

B．振动图象反映的是振子位移随时间变化的规律，并不是振子运动的实际轨迹

C．振子在B位置的位移就是曲线BC的长度

D．振子运动到B点时的速度方向即为该点的切线方向

图7

5．如图7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t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，可让底片沿垂直x轴方向匀速运动

D．图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化的快慢不同

6．如图8所示为弹簧振子的振动图象，关于振子的振动，下列描述正确的是(

)

图8

A．振子沿如图所示的曲线运动

B．图象描述的是振子的位移随时间变化的规律

C．从0.5 s到1.5 s内振子先加速运动后减速运动

D．从1 s到2 s内振子先减速运动后加速运动

- 2 - 7．如图9所示为某质点在0～4 s内的振动图象，则(

.

. 课时跟踪检测（一） 简谐运动

1．(多选)下列运动中属于机械振动的是( )

A．树枝在风的作用下运动

B．竖直向上抛出的物体的运动

C．说话时声带的运动

D．爆炸声引起窗扇的运动

解析：选ACD 物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动，故A、C、D正确；竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地，不具有运动的往复性，因此不属于机械振动，故B错误。

2．(多选)关于简谐运动的图像，下列说法中正确的是( )

A．表示质点振动的轨迹，是正弦或余弦曲线

B．由图像可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向

C．表示质点的位移随时间变化的规律

D．由图像可判断任一时刻质点的速度方向

解析：选BCD 振动图像表示位移随时间的变化规律，不是运动轨迹，A错，C对；由振动图像可判断质点位移和速度大小及方向，B、D正确。

3．(多选)如图1所示，弹簧振子在a、b两点间做简谐运动，当振子从最大位移处a向平衡位置O运动过程中(

)

图1

A．加速度方向向左，速度方向向右

B．位移方向向左，速度方向向右

C．加速度不断增大，速度不断减小

D．位移不断减小，速度不断增大

解析：选BD 当振子从最大位移处a向平衡位置O运动时，振子受到的合外力向右且不断减小，加速度向右且不断减小，速度方向向右且不断增大，A、C错误；位移由平衡位置指向振子所处位置，方向向左，位移不断减小，故B、D正确。

4.卡车在水平道路上行驶，货物随车厢上下做简谐运动而不脱离底板，设向下为正方向，其振动图像如图2所示，则货物对底板压力小于货物重力的时刻是( ) .

.

图2

A．时刻t1 B．时刻t2

C．时刻t4 D．无法确定

解析：选C t1、t3两个时刻货物经过平衡位置，加速度为零，压力大小等于重力，A错；t2时刻，货物处于最低点，加速度向上且最大，压力大于重力，B错；t4时刻，货物处于最高点，加速度向下且最大，压力小于重力，C对，D错。

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高二物理选修3-4教案

11、1简谐运动

一、三维目标

知识与技能

1、了解什么是机械振动、简谐运动

2、正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线

过程与方法

通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力

情感态度与价值观

让学生体验科学的神奇，实验的乐趣

二、教学重点

使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律

三、教学难点

偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化

四、教学过程

引入：我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动

1、机械振动

振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？

微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？

[演示实验]

（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）] （2）单摆[见图1（b）]

（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]

2

提问：这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？

归纳：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。

2、简谐运动

简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动

（1）弹簧振子

演示实验：气垫弹簧振子的振动

讨论 ：a．滑块的运动是平动，可以看作质点

b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子

《简谐运动》教学设计

【教材分析】

本节是人教版选修3-4第十一章《机械振动》第一节《简谐运动》。机械振动是较复杂的机械运动，振动的知识在实际生活中有很多应用（如心电图、核磁共振仪、地震仪、钟摆等），可以使学生联系实际，扩大知识面；同时，也是以后学习波动知识的基础。因此，学好此章内容，具有承上启下的作用。《简谐运动》是《机械振动》这一章中最基本而又最重要的一节，是全章的基础。

本节课首先通过学生身边和生活中实际的例子引出振动的概念；而后从简单到复杂、从特殊到一般的思路，从运动学的角度认识弹簧振子，通过手机拍摄频闪照片的方法得出弹簧振子的图象；再通过分析揭示出弹簧振子的位移-时间图象是正弦式曲线，然后从其运动学特征给出了简谐运动的定义，并进一步引导学生认识简谐运动是一种较前面所学的直线运动、曲线运动更复杂的机械运动；最后回归生活和应用举例，使学生知道机械振动是一种普遍的运动形式。

【学情分析】

现阶段高二的学生已具有运动学和动力学的基本知识，对高中物理的学习要求和方法已具有一定的认识，但在大小和方向都做周期性变化的力的作用下的物体运动还是第一次遇到，对这种运动模式的运动形式没有抽象认识；很难对较为复杂的运动有清晰的认识。为此，如何帮助他们建立合理的简谐运动情景是教学的关键。心理学研究表明，在学生的学习中调动眼、耳、口等各种感觉器官共同参与学习过程，则学习效率将得到极大的提高；而建构主义学习理论所要求的学习环境必须具备的基本要素是“情景创设”、“协商会话”和“信息资源提供”。为此在课堂教学上首先通过实验演示给学生以直观的感受，创设学习的良好情景；再引导学生观察、思考、讨论得出初步的简谐运动规律，然后再次通过观察、思考、讨论得出正确而科学的结论。由此培养学生的观察能力、空间想象能力、协同学习的能力和科学的思维能力，使学生的学习过程变得轻松而高效，并且同步培养学生自主学习的能力，为学生的可持续发展提供必要的训练。