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(共15张PPT)
简谐运动及其图像（第一课时）
1 机械振动
弹簧振子——理想化模型
3 简谐运动图像的拟合
带入验证 利用GeoGebra软件拟合函数图像
简谐运动及其图像
2 简谐运动图像的绘制
频闪照相法 虚拟实验软件NOBOOK
树叶在微风中摇摆
灯笼随风摇曳
机械振动：物体（或物体的一部分）在某一位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动（vibration），这个位置称为平衡位置（equilibrium position）。
机械振动
探究任务一：弹簧振子
问题1：研究对象是谁？
问题2：小球可以被看作质点吗？
问题3：考虑弹簧的质量会给研究带来什么困难？
问题4：小球的质量越大越好吗？
问题5：怎样才能让小球持续运动？
弹簧振子（oscillator）：小球和弹簧组成的系统（理想化模型）
以平衡位置O为原点，建立x轴，向右为x轴的正方向。振子在任何时刻相对于O点的位移可用x表示，x值的大小表示振子相对于O点的距离；x的正负表示振子位移的方向。
问题：如何绘制弹簧振子的位移时间关系图像？
探究任务一：弹簧振子
弹簧振子的位移
底片匀速运动方向
x
t
频闪照相法
探究任务二：弹簧振子位移时间关系图像绘制
拍摄一段弹簧振子运动的视频
用视频软件将视频分成连续相等时间间隔的静态图片
将图片按顺序纵向均匀排列
频闪照相法
数据 1 2 3 4 5
t（s） 0 0.02 0.04 0.06 0.08
x (cm) 0 6.1 0.1 -6.1 0
课堂练习
练习：绘制水平弹簧振子的位移时间关系图像
0.02
0.04
-6.0
6.0
t/s
x/cm
O
0.06
0.08
NOBOOK虚拟实验软件绘制法
探究任务二：弹簧振子位移时间关系图像绘制
方法一:带入数据验证法 x=1.4sin(2.2πt)
探究任务三：弹簧振子的位移时间图像研究
方法二:GeoGebra软件拟合法
探究任务三：弹簧振子的位移时间图像研究
1：x表示位移，t表示时间，1.38为弹簧振子运动到的最大位移值；
2： 式中x的单位是cm,t的单位是s；
探究任务三：弹簧振子的位移时间图像研究
对x=1.38sin(2πt+0.01)的分析:
3： 0.01是由于选取拟合区域不是从原点开始的。
4:弹簧振子x-t图像满足正弦函数
发展空间——用沙摆演示简谐运动的图像
问题 1：不拉动木板时，让沙摆摆动起来，细沙的分布特点是直线还是曲线？两边的沙子多还是中间的沙子多？说明了什么？
问题 2：匀速拉动木板时，落在薄板上细沙的位置和各时刻摆球（漏斗）的位置有什么关系？
问题 3:细沙在薄板上形成什么形状的曲线？有什么意义？
问题 4:为什么要匀速拉动木板？
简谐运动:如果质点的位移与时间的关系严格遵从正弦函数的规律，即它的振动图像是一条正弦曲线，这样的运动叫作简谐运动（simple harmonic motion）。
发展空间——用沙摆演示简谐运动的图像
课堂小结
1、弹簧振子
2、弹簧振子位移时间图像的绘制
3、弹簧振子位移时间图像的分析
课后作业：完成简谐运动第一课时作业练习
简
谐
运
动

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