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高中选择性必修第一册
第二章 机械振动
第1节 简谐运动
思考：高中以来学过哪些运动形式？
a恒定：
a变化：
直线运动（如自由落体运动）
曲线运动（如平抛运动）
曲线运动（如匀速圆周运动）
直线运动
一、机械振动
1、定义：物体在一个位置附近的往复运动。
2、特点：
（1）有一个中心位置：平衡位置（振动物体静止时的位置）
（2）对称性：关于平衡位置对称
（3）周期性——往复运动
二、弹簧振子——理想化模型
1、概念：小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也称振子。
2、理性化模型：
（1）不计阻力
（2）弹簧的质量与小球相比可以忽略。
（3）小球看成质点
研究弹簧振子的运动
平衡位置：
位移：由平衡位置指向振子所在位置的有向线段.
三、弹簧振子的位移——时间图像
弹簧振子的频闪照片:
频闪仪每隔0.05 s闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，从而得到闪光时小球的位置，相邻两个位置之间的时间相隔为0.05 s。拍摄时底片从下向上匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像。
1.实验过程：
在一张白纸上画一条直线，作为弹簧振子的平衡位置，然后贴到墙上，让小球静止时处于这条线上，向下拉动小球到某一位置开始运动。
2.实验处理：
处理的到的视频，一般的手机都有自带的视频编辑功能，把视频下的每一帧画面截图下来，就得到了振子运动轨迹。
实验：用手机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像
实验：用手机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像
视频编辑可以把一帧一帧的画面向右平铺排列，可以在同一个画面上看到钢球在各个不同时刻的位置。
是正弦图像吗？你用什么方法来检验？
方法二 拟合法:
在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，把测量值输入计算机中作出这条曲线，看一看弹簧振子的位移—时间的关系可以用什么函数表示。
结论：弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线。
弹簧振子的x-t图像是它的运动轨迹吗？
四、简谐运动
1.定义：
如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x-t 图象）是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动（simple harmonic motion）。
2、特点：
简谐运动是最简单最基本的机械振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种周期性的往复运动.
对图像的理解：
从简谐运动图象得出什么？
A到O到B过程中位移、速度、加速度如何变化？
某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（ ）
A.振子偏离平衡位置的最大距离为10 cm
B.1s到2s的时间内振子向平衡位置运动
C.1s时和3s时振子的位移相等，运动方向也相同
D.振子在2 s内完成一次往复性运动
解析：由图可知振子偏离平衡位置的最大位移为10cm，A对；1s到2s的时间内振子从正向最大位移处到达平衡位置处，B对；1s时和3s时振子的位移大小相等，方向相反，C错；振子在4s内完成一次往复性运动，D错。
五、练习
AB

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