第二章机械振动第1节简谐运动及其图像

____________________________________________________________________________________________________________________1.了解机械振动的概念，会用理想化方法建构弹簧振子模型.2.知道简谐运动的特征，会描绘简谐运动的振动图像，知道振动图像的物理意义.3.理解振幅、周期、频率等描述简谐运动的物理量，知道简谐运动的表达式，了解相位和初相位.

情境导学海洋生态自动监测浮标可用于监测水质和气象等参数，随着水的波动，浮标也在某个位置附近做往复的上下运动，标志航道浅滩或危及航行安全的障碍物.

新知课丨必备知识解读知识点1机械振动1定义物体（或物体的某一部分）在某一位置（平衡位置）两侧所做的往复运动，叫作机械振动，通常简称为振动．【说明】机械振动是机械运动的一种．..

2特点

深度理解对平衡位置的理解1.平衡位置是物体在振动方向上所受合力为零的位置.每当物体离开平衡位置后，它就受到一个指向平衡位置的力，该力产生使物体回到平衡位置的效果.2.平衡位置的判断方法：振动系统不振动时，物体处于平衡状态所在的位置为平衡位置...

学思用·典例详解例1-1（多选）下列运动属于机械振动的是()ABDA.拨动后的琴弦 B.水塘里的芦苇在微风作用后左右摆动C.五星红旗迎风飘扬 D.钓鱼时浮标在水中上下浮动【解析】机械振动是指物体在平衡位置附近所做的往复运动，显然选项C中涉及的物体的运动不符合这一定义，故C错误，A、B、D正确.点评往返运动不一定是机械振动，判断物体的运动是否是机械振动，要看两个方面：（1）是否有平衡位置；（2）是否做往复运动.

知识点2简谐运动图2-1-11振子（1）定义如图2-1-1所示，将弹簧上端固定，下端连接一个小球，小球可在竖直方向上运动．弹簧的质量比小球的质量小得多，可以忽略不计，若不计空气阻力，这样的系统称为弹簧振子，（弹簧振子是一个理想化模型，它是研究一般性振动的基础.）其中小球称为振子．........

（2）弹簧振子的理想化条件

2简谐运动（1）定义如果质点的位移与时间的关系图像严格遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（位移—时间图像）是一条正弦曲线，这样的运动叫作简谐运动．（【说明】简谐运动是最简单、最基本的振动，任何复杂的振动都可以看作几个或很多个简谐运动的叠加．）做简谐运动的振子称为谐振子．（2）运动性质简谐运动的位移随时间按正弦规律变化，所以它不是匀变速运动，是变力作用下的变速运动.........

深度理解对弹簧振子位移的理解1.振动位移：从平衡位置指向小球某时刻所在位置的有向线段，方向为由平衡位置指向小球所在位置，大小为平衡位置到该位置的距离.2.矢量性：振动位移是矢量，若规定小球在平衡位置右侧时位移为正，则它在平衡位置左侧时就为负.3.两种位移的区别：机械运动中的位移是从初位置到末位置的有向线段，而弹簧振子的位移总是相对于平衡位置而言的，都是从平衡位置指向小球所在位置.

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?图2-1-2?

教材拓展如何确定小球的位移—时间图像是正弦曲线1.假定小球的位移—时间图像是正弦曲线，测量它的振幅和周期，写出对应的正弦函数的表达式.然后在图像上选取若干个位置，测量它们的横坐标（振动时间），代入表达式求出函数值，若这一函数值和测量值相等，则这条曲线就是正弦曲线.2.测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，将测量值输入到计算机中，得到一条曲线，利用相关软件判断小球的位移—时间关系是否可以用正弦函数表示.

学思用·典例详解图2-1-3?CDA.在小球运动的最低点 B.在弹簧处于原长的位置C.在小球速度最大的位置 D.在小球原来静止的位置?

点评平衡位置的判断方法：振动系统不振动、小球处于平衡状态时所处的位置为平衡位置.此题中小球速度最大时的位置和小球原来静止时的位置为同一位置.

【做一做丨活动建议】图2-1-4?请完成这个实验，并解释：横坐标代表什么物理量？纵坐标代表什么物理量？为什么必须匀速拖动白纸？提示横坐标代表时间；纵坐标代表笔尖离开平衡位置的位移；匀速拖动白纸，是为了用相等的距离表示相等的时间.

图2-1-5?DA.