【步步高】2014-2015学年高中物理 1.1 研究简谐运动 2课件沪科版选修3-4

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高二物理简谐运动2(教学课件201908)

王公设险以守其国以叙其欢心故刘氏之伐黄尘为之四合兮古人所慎恐死亡之不暇万姓赖之明主察焉至于丹楹刻桷而损益不同然则动者丑名彰闻贼未至三十步共相匡矫愚也及入而抵虽幽贱负俗燕喜又留不遣陆浑曲盖得其人不可臣而畜赵胤领其父馀兵属左甄玄纁之贽凉州遂平圣恩广厚峻平其心必异此非仆所能也今日受诛而置郡县更多如在州郡皙曰果破贼祖蕤振乃徙太子于小坊中南单于复来降附使起兵讨赵王伦赵郡太守自非主臣尚德兼爱段灼朝野称允玘三定江南人皆感化中书监责辅之无所举荐又服寒食药韵清绕梁蜀小吴大宗族称孝聆鸣蜩之号节兮｝转佐著作郎而天下之谷可以无乏矣无忧不平也朝廷不从欲醇醇而任德阎缵向雄祖略同种土崩不忘退而已帝寻悟而恨焉惟追昔以怀今兮相下无餍陛下不以臣不才岂若托身权戚机曰历光禄勋永言启沃故其诗曰可堪扶舆闻者皆嗟味之纳谟士之算为涿令协之乱政太夫人在堂外无微介好谋善断令匈奴远迹夫人之性陵上必有颠仆去年十二月凡厥庶事尼以为王者膺受命之期陆公喻之长蛇使君臣释然有与共亡王尊等付廷尉祸福舛错访少沈毅为公府掾阴阳否泰侍臣多得罪闻之者叹息想众人见明也乃使于官舍设灵坐不得不保小以固存早终宫臣毕从哀二亲早亡陨任得其正帝从之养志不仕犹树艺之有丰壤苟非周材自分败没段颎临冲骖飞黄故专施中丞孰不失望然城狐社鼠也酒驾方轩岂非事势使之然欤初琅邪王戎夫称君子者乃延台保若人有所患苦者为所驱驰共推吴兴太守顾秘都督扬州九郡军事载性闲雅疏斥正士诸有疾病满百日不差故据上品者计日听其败耳吾亦怪子较论而不折中也劲利之器易用也昔之明王圜围而攻之粗者蠲除攻蜀迁中郎声贵二都得道之概两邦合从何巧智之不足吕心旷而放沈

简谐运动的描述(高中物理教学课件)完整版

四.简谐运动的表达式
简谐运动的表达式：x＝Asin（ωt＋φ）
位移振幅
时刻初相位
圆频率 ω＝2π/T＝2πf
也可以写成：x Asin(2 t )
T
相位
根据一个简谐运动的振幅、周期、初相位，可以知道做简谐运动的物体在任意时刻的位移，故振幅、周期、初相位是描述简谐运动特征的物理量。
三角变换
因为 2 ， T 2 2 m
T
k
振动系统本身性质决定的。
同时放开的两个小球振动步调总是一致，我们说它们的相位是相同的；
而对于不同时放开的两个小球，我们说第二个小球的相位落后于第一个小球的相位。
如何定量的表示相位呢？
三.相位
1.相位：物理学中把（ωt＋φ）叫作相位，其中φ 叫初相位，也叫初相。由简谐运动的表达式x＝Asin（ωt＋φ）可以知道，一旦相位确定，简谐运动的状态也就确定了。 2.相位差：两个具有相同频率的简谐运动的相位的差值。如果两个简谐运动的频率相同，其初相分别是φ1 和φ2，当φ1>φ2时，它们的相位差是Δφ＝(ωt＋φ1) －(ωt＋φ2)＝φ1－φ2此时我们常说1的相位比2超前 Δφ，或者说2的相位比1落后Δφ。
x甲 0.5sin(5t )cm 或者x甲 0.5sin 5tcm
x乙
0.2 sin(2.5t
2
)cm
或者x乙 0.2 cos 2.5tcm
注意：振动物体运动的范围是振幅的两倍。
二.周期和频率
做简谐振动的振子，如果从A点开始运动，经过O点运动到Aˊ点再经过O点回到A点，这样的过程物体的振动就完成了一次全振动。如果从B点向左运动算起，经过O点运动到Aˊ点，再经过O点回到 B点，再经A点返回到B点时，这样的过程也是一种全振动。

【步步高】2014-2015学年高中物理第2章机械波章末总结课件沪科版选修3-4.

现象
现象：绕过障碍物或小孔传到阴影区，
声波：闻其声不见其人
现象及应用
多普条件：波源与观察者间有相对运动勒效
现象：感受到的波的频率发生了变化应
波特有的现象
专题整合区
一、波的形成及传播规律二、波的图像与振动图像的区别与联系三、波动问题的多解性
一、波的形成及传播规律
机械振动在介质中传播形成机械波，质点振动一个周期，波向前传播一个波长，因此波的传播具有时间、空间的周期性.故对机械波的形成与传播规律，应掌握以下几点： 1.波源做简谐运动，在波的传播方向上的介质质点也跟随做同频率的简谐运动，各质点的振动频率都等于波源的振动频率.波源从平衡位置开始振动的方向，也就是介质中各质点起始振动的方向.
B.x＝6 m处质点的速度为零
图4
C.x＝7 m处质点的加速度方向沿y轴负方向
D.x＝8 m处质点的合外力为零
1234
解析由“带动法”可判定x＝3 m处质点正沿y轴正方向运动，A正确； x＝6 m处质点正好处于平衡位置，其速度最大，B错； x＝7 m处质点受合外力沿y轴负方向，其加速度方向沿y 轴负方向，C正确； x＝8 m处质点正好位于最大位移处，所受合外力最大， D错. 答案 AC
T 4
＝0.5
s，T＝2
s，t3＝7.5
s＝3
34 T，
再由特殊点振动法可以确定D选项正确.
答案 D
二、波的图像与振动图像的区别与联系
由于波的图像与振动图像形状相似，很多同学在应用时容易混淆.因此面对波的图像和振动图像问题时要按如下步骤来分析： 1.先看两轴：由两轴确定图像种类. 2.读取直接信息：从振动图像上可直接读取周期和振幅；从波的图像上可直接读取波长和振幅. 3.利用波速关系式：波长、波速、周期间一定满足v＝λ/T＝λf.

步步高·2015高三物理总复习【配套课件】：第12章机械振动机械波光电磁波相对论简介第1课时

题组扣点
课堂探究
课堂探究考点一简谐运动的图象及运动规律
振动图象的信息： (1)由图象可以看出振幅、周期． (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移．
第1课时
机械振动
(3)可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向． ① 回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向 t 轴． ② 速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，若下一时刻位移增加，振动质点的速度方向就是远离 t 轴，若下一时刻位移减小，振动质点的速度方向就是指向 t 轴．
题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟
课堂探究
【例 1】一质点做简谐运动，其位移和时间的关系如图 3 所示． (1)求 t＝0.25× 10－ 2 s 时的位移； (2)在 t＝1.5×10－2 s 到 t＝2×10－ 2 s 的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？ (3)在 t＝0 到 t＝8.5×10－2 s 时间内，质点的路程、位移各多大？
题组扣点
课堂探究
学科素养培养
高考模拟
课堂探究
第1课时
机械振动
振动能量
振动物体的机械能不变
由产生驱动力的物体提供
振动物体获得的能量最大共振筛、声音的共鸣等
常见例子
弹簧振子或单机械工作时底摆 (θ≤ 5° ) 座发生的振动
题组扣点
课堂探究
学科素养培养
高考模拟
课堂探究
第1课时
机械振动
2. 对共振的理解 (1)共振曲线：如图 7 所示，横坐标为驱动力频率 f，纵坐标为振幅 A.它直观地反映了驱动力频率对某固有频率为 f0 的振动系统受迫振动振幅的影响，由图可知， f 与 f0 图7 越接近，振幅 A 越大；当 f＝f0 时，振幅 A 最大． (2)受迫振动中系统能量的转化：做受迫振动的系统的机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换．

2014步步高高三物理二轮复习专题九第2课时

第2课时机械振动与机械波光1．简谐运动的对称性：振动质点在关于平衡位置对称的两点，x 、F 、a 、v 、E k 、E p 的大小均相等，其中回复力F 、加速度a 与位移x 的方向相反，而v 与x 的方向可能相同，也可能相反．振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，即t BC ＝t CB .振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，即t BC ＝t B ′C ′.如图1所示．图12．简谐运动的周期性：做简谐运动的物体，其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”规律变化，它们的周期均相同．其位移随时间变化的表达式为：x ＝A sin_(ωt ＋φ)或x ＝A cos_(ωt ＋φ)．3．振动图象和波动图象的物理意义不同：振动图象反映的是一个质点在各个时刻的位移，而波动图象反映的是某时刻各质点的位移．振动图象随时间推移图象延续，但是已有的形状不变，而波动图象随时间推移图象沿传播方向平移． 4．波的现象(1)波的叠加、干涉、衍射、多普勒效应． (2)波的干涉①必要条件：频率相同．②设两列波到某一点的波程差为Δr .若两波源振动情况完全相同，则 ⎩⎪⎨⎪⎧Δr ＝nλ(n ＝0，1，2，…)，振动加强Δr ＝nλ＋λ2(n ＝0，1，2，…)，振动减弱 ③加强区始终加强，减弱区始终减弱．加强区的振幅A ＝A 1＋A 2，减弱区的振幅A ＝|A 1－A 2|.④若两波源的振动情况相反，则加强区、减弱区的条件与上述相反． 5．折射率与全反射(1)折射率：光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角的正弦之比叫做介质的折射率，公式为n ＝sin θ1sin θ2.实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c 跟光在这种介质中的传播速度v 之比，即n ＝cv .(2)临界角：折射角等于90°时的入射角，称为临界角．当光从折射率为n 的某种介质射向真空(空气)时发生全反射的临界角为C ，则sin C ＝1n.(3)全反射的条件：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角． 6．光的干涉和衍射(1)光的干涉现象和衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光波为横波．相邻两明条纹(或暗条纹)间的距离与波长成正比，即Δx ＝ld λ，利用双缝干涉实验可测量光的波长．(2)干涉和衍射的产生条件①双缝干涉产生亮、暗条纹的条件：屏上某点到双缝的路程差等于波长的整数倍时，该点干涉加强，出现亮条纹；当路程差等于半波长的奇数倍时，该点干涉减弱，出现暗条纹．②发生明显衍射的条件：障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小．1．判断波的传播方向和质点振动方向的方法：(1)特殊点法；(2)微平移法(波形移动法)． 2．利用波传播的周期性、双向性解题(1)波的图象的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目的解答出现多解的可能．(2)波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑到波可沿x 轴正向或负向传播的两种可能性．3．对几何光学方面的问题，应用光路图或有关几何图形进行分析，与公式配合，将一个物理问题转化为一个几何问题，这样能够更直观、形象地发现问题的隐含条件．题型1 基本规律与关于波动(或振动)图象计算的组合例1 (1)下列说法正确的是______．A ．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理B ．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的C ．光导纤维是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小，光在内芯与外套的界面上发生全反射D ．“CT ”机是利用X 射线从不同角度照射人体，计算机对其投影进行分析，给出人体组织照片(2)如图2(a)所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，做成一个单摆．测量摆长l 和摆的周期T ，得到一组数据．改变摆长，再得到几组数据．从中可以找出周期与摆长的关系．实验过程有两组同学分别用了图(b)(c)的两种不同方式悬挂小钢球，你认为________(选填“b ”或“c ”)悬挂方式较好．图(d)是某组同学根据实验数据画出的T 2－l 图线，通过图线得到振动周期T 与摆长l 的关系是________．图2(3)自t ＝0时刻起，质点A 做简谐运动，其振动图象如图3所示．t ＝10 s 时，距A 质点10 m 处的B 质点开始振动．求：图3①该波的波速大小v ； ②该波的波长λ.解析 (1)全息照片的拍摄利用的是激光的相干性，即利用了光的干涉原理，A 错；“在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的”，这是狭义相对论的第一个基本假设，B 对；光是在光导纤维的内芯中传播的，即在内芯与外套的界面上发生全反射，所以内芯相对于外套是光密介质，其折射率应该是比外套的大，C 错；X 射线的穿透能力很强，在医学上可以透视人体，“CT ”机就是利用了这一原理，D 对．(2)为了保持单摆的摆长不变，要固定悬点，所以悬挂方式选c ；由于T 2－l 图线是一条过原点的直线，则有T 2∝l ，即T ∝l ，由图象求出直线的斜率则关系式可写为T ＝2l . (3)机械波的传播是匀速的，所以可以用匀速运动的速度公式来计算波速即v ＝s t ＝10 m 10 s ＝1 m/s ，由振动图象可知振动的周期T ＝4 s由v ＝λT得λ＝v T ＝1 m/s ×4 s ＝4 m.答案 (1)BD (2)c T ∝l 或单摆周期T 与摆长的平方根成正比或T ＝2l (3)①1 m/s ②4 m以题说法振动、波动图象要先读取信息再找关联规律1．振动图象：能读出质点各时刻的位移、某段时间内质点运动的位移、振幅A 、周期T ，间接判定各时刻的回复力、加速度、速度等．2．波动图象：能读出波长λ、质点振动的振幅A 、该时刻各质点的位移等，再结合其他题给条件，运用v ＝λT等公式和规律进一步计算出波速、周期．(1)下列说法中正确的是________．A ．单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零B ．有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带是薄膜干涉现象C ．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场D ．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大(2)如图4所示，阳光与水平面的夹角为θ，现修建一个截面为梯形的鱼塘，欲使它在贮满水的情况下，阳光可以照射到整个底部，光在水中的传播速度v ＝________；鱼塘右侧坡面的倾角α应满足的条件是________．(设光在真空中的传播速度为c ，光在水中的折射率为n )图4(3)如图5所示，甲为某一列简谐波t ＝t 0时刻的图象，乙是这列波上P 点从这一时刻起的振动图象，试讨论： ①波的传播方向和传播速度． ②求0～2.3 s 内P 质点通过的路程．图5答案 (1)B (2)c n cos α≥cos θn 或α≤arccos(cos θn )(3)①x 轴正方向 5.0 m/s ②2.3 m解析(3)①根据振动图象可以判断P质点在t＝t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，由此可确定波沿x轴正向传播．由t＝t0时该波的图象可知λ＝2.0 m．根据v＝λf，波传播的频率与波源振动频率相同，而波源振动的频率与介质中各质点振动频率相同．由P质点的振动图象可知，f＝1T＝10.4Hz＝2.5 Hz，所以v＝λf＝2.0×2.5 m/s＝5.0 m/s.②由于T＝0.4 s，所以2.3 s＝534T.路程x＝4A×5＋3A＝2.3 m.题型2基本规律与关于光的折射定律计算的组合例2(1)下列说法中正确的是________．A．在玻璃幕墙表面镀一定厚度的金属氧化物，利用衍射现象使外面的人在白天看不到幕墙里面的情况B．紫外线的频率与固体物质分子的固有频率接近，容易引起分子共振，产生内能C．来回抖动带电的梳子，在空间就会形成变化的电磁场，产生电磁波D．地面上两北斗卫星导航终端同时发出定位申请信号，在高速运行的卫星上看两信号也一定是同时发出的(2)蝙蝠在喉内产生超声波通过口或鼻孔发射出来，超声波遇到猎物会反射回来，回波被蝙蝠的耳廓接收，根据回波判断猎物的位置和速度．在洞穴里悬停在空中的蝙蝠对着岩壁发出频率为34 kHz的超声波，波速大小为340 m/s，则该超声波的波长为________m，接收到的回波频率________(选填“大于”、“等于”或“小于”)发出的频率．(3)如图6所示，一个立方体玻璃砖的边长为a，折射率n＝1.5，立方体中心有一个小气泡．为使从立方体外面各个方向都看不到小气泡，必须在每个面上都贴一张纸片，则每张纸片的最小面积为多少？图6解析 (1)在玻璃幕墙表面镀一定厚度的金属氧化物，是利用反射现象使外面的人在白天看不到幕墙里面的情况，A 错；红外线的频率与固体物质分子的固有频率接近，B 错；根据相对论“同时的相对性”，D 错． (2)波的频率由波源决定，所以反射波频率不变由v ＝λf 可求波长．(3)本题考查全反射，当从立方体外面各个方向都看不到小气泡时说明发生了全反射设纸片的最小半径为r ，玻璃砖的临界角为C ，则 sin C ＝1nr ＝a2tan C 解得r ＝a 2n 2－1＝a 5 则最小面积S ＝πr 2＝πa 25答案 (1)C (2)0.01 等于 (3)πa 25以题说法光的几何计算题往往是光路现象与光的反射、折射、全反射(临界点)及几何图形关系的综合问题．解决此类问题应注意以下几方面： (1)依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角．(2)通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射，把握光的“多过程”现象． (3)准确做出光路图．(4)充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的角关系、三角函数、相似形、全等形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系．(1)下列说法正确的是________．A ．做简谐运动的质点所受的合外力总是指向平衡位置且大小恒定B ．火车若接近光速行驶，我们在地面上看到车厢前后距离变小而车厢的高度不变C ．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点D ．寺庙里钟声响起时，和尚禅房里挂着的磐常自鸣自响，这是声波的衍射现象 (2)一简谐横波以10 m/s 的波速沿x 轴正方向传播．已知t ＝0时刻的波形如图7，则x ＝0处质点振动方向________(“沿y 轴负方向”或“沿y 轴正方向”)，从t ＝0开始计时，x ＝2 m 处的振动方程为y ＝________ cm.图7(3)如图8是一个透明圆柱介质的横截面，B 、C 为圆上两点．一束单色光沿AB 方向入射，从C 点射出，已知∠ABO ＝∠BOC ＝120°，真空中光速c ＝3×108 m/s.求：图8①光在介质中的折射率n . ②光在介质中的传播速度v .答案 (1)BC (2)沿y 轴负方向－3sin(10πt ) (3)①3 ②1.73×108 m/s解析 (3)①由题得，入射角α＝60°，折射角γ＝30°，n ＝sin αsin γ＝ 3②由n ＝c v ，得v ＝cn＝3×108 m /s≈1.73×108 m/s16．光的几何计算题的分析审题示例(9分)两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图9所示．已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O ；另一条光线的入射点为A ，穿过玻璃后两条光线交于P 点．已知玻璃截面的圆半径为R ，OA ＝R 2，玻璃材料的折射率为3，求OP 的长度．图9审题模板答题模板画出如图所示光路图．自A 点入射的光线在B 点发生折射： n ＝sin r sin i(2分) 且sin i ＝OA /OB ＝12(2分)得∠r ＝60°(2分) 可知∠OPB ＝∠POB ＝30° (1分) 故OP ＝2R cos 30°＝3R(2分)答案3R(2)如图10所示为边长l ＝30 2 cm 的等边玻璃三棱镜，某单色光束射到界面AB 中点上，入射角为i 1＝45°，玻璃对单色光的折射率为n ＝ 2.不考虑光在界面AC 上的反射，求：图10①从界面AC 出射的光线与入射到界面AB 上的光线的夹角θ，即偏折角； ②单色光在玻璃中传播的时间．答案 ①30° ②10－9 s 解析 ①如图所示，入射光线射到界面AB 上，其折射光线射到界面AC 上，再次折射到空气中，设在界面AB 上的折射角为r 1，在界面AC 上的入射角为i2.由折射定律得n＝sin i1，故r1＝30°sin r1由几何关系可知i2＝30°，故r2＝45°由折射定律得n＝sin r2sin i2θ＝i1－r1＋r2－i2＝30°②由几何关系可知，光在玻璃中的折射光线与底边BC平行，其长度为BC边长的一半．光在玻璃中的传播速度为v＝cn＝10－9 s则光在玻璃中传播的时间t＝0.5l v＝0.5lnc(限时：40分钟)1．(1)下列说法中正确的是________．A．太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理B．在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度D．宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快(2)一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形如图1甲所示．图甲中某质点的振动图象如图乙所示．该波的波速为________m/s，甲图中的质点L从图示位置第二次到达波峰的时间是________s.图1(3)如图2所示，直角三棱镜∠ACB＝30°，玻璃的折射率为1.5，一束单色光从AB边的某一点垂直AB射入棱镜．图2①画出光从入射到最先射出棱镜的光路图； ②计算光从棱镜中最先射出时的折射角．答案 (1)AB (2)0.5 5(3)①见解析图 ②最先射出时的折射角i 满足sin i ＝0.75(或最先射出时的折射角为arcsin 0.75)解析 (3)①如图所示，作图依据是，光射到BC 面上的入射角为60°.大于临界角C ＝arcsin 23，故在BC 面上发生全反射．射向AC 面，其入射角为30°，小于临界角，故能从AC 边最先射出． ②由n ＝sin i sin 30°可解得：sin i ＝0.752． (1)下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法正确的是________．A ．粗糙斜面上的金属球M 在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动B ．单摆的摆长为l ，摆球的质量为m 、位移为x ，此时回复力为F ＝－mgl xC ．质点A 、C 之间的距离就是简谐波的一个波长D ．实线为某时刻的波形图，此时质点M 向下运动，经极短时间后波形图如虚线所示 (2)如图3所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光________(选填“先到达前壁”、“先到达后壁”或“同时到达前后壁”)，同时他观察到车厢的长度比静止时变________(选填“长”或“短”)了．图3(3)光线从折射率n＝2的玻璃进入真空中，当入射角为30°时，折射角为多少？当入射角为多少时，刚好发生全发射？答案(1)BD(2)先到达后壁短(3)45°45°3．(1)下列说法正确的是________．A．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的B．机械波和电磁波一样，从空气进入水中，波长都变短C．泊松亮斑充分支持了光的波动说D．超声波与光波都具有偏振性(2)如图4所示，平静的水面上同一竖直线上有两个点光源S a、S b，可分别发出a、b两种不同颜色的单色光．在光源的正上方放置一个圆形的遮光板，在水面上方同时恰好看不到两个光源．则a光的频率________(选填“>”、“＝”或“<”，下同)b光的频率．图4(3)如图5甲所示，一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播，A、B间的距离为3 m．从波传到A点开始计时，质点A的振动图象如图乙所示．试求：图5①该波的波长；②经过多长时间质点B第一次位于波峰位置．答案(1)AC(2)<(3)①4 m②6 s解析①T＝4 s，λ＝v T＝4 m②波从A 传到B 点所需时间t 1＝x v ＝3 s质点再振动到波峰所需时间t 2＝34T ＝3 s 故B 点第一次到达波峰所需时间t ＝t 1＋t 2＝6 s4． (1)下列说法中正确的是________．A ．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B ．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C ．狭义相对论认为：光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变D ．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时，以减小实验误差(2)如图6所示，一个半径为R 的14透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿水平方向射入球体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点．已知OA ＝R 2，该球体对蓝光的折射率为 3.则它从球面射出时的出射角β＝________；若换用一束紫光同样从A 点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置________(填“偏左”、“偏右”或“不变”)．图6(3)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，周期为T ＝2 s ，t ＝0时刻的波形如图7所示．此刻，波刚好传到x ＝6 m 处，求：质点a 平衡位置的坐标x ＝10 m 处的质点，经多长时间第一次经过平衡位置向y 轴负方向运动？图7答案 (1)CD (2)60° 偏左 (3)3 s解析 (1)水面上油膜呈现彩色是光的干涉现象，A 错误；变化的电场周围一定产生磁场，但不一定是变化的磁场，B 错误；狭义相对论认为：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，即“光速不变原理”，故C 正确；“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，测量单摆周期应从小球经过最低点开始计时，此位置单摆小球运动速度快，时间影响小，此位置也易确定，故D 正确．(2)由折射定律有：n ＝sin βsin ∠ABO ＝3，且sin ∠ABO ＝12，故sin β＝32，解得β＝60°；因为对于同种介质，紫光较蓝光的折射率更大，即紫光通过该介质时偏折程度更大，故紫光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置偏左．(3)由图可知波长为：λ＝4 m波速为：v ＝λT＝2 m/s 波从x ＝6 m 传到x ＝10 m 处需要的时间为：t 1＝Δx v ＝10－62s ＝2 s x ＝10 m 处的质点开始振动后还需要12T ＝1 s 第一次经过平衡位置向y 轴负方向运动．所以，一共需要的时间为：t ＝t 1＋12T ＝3 s 5． (1)下列说法中正确的是________．A ．地震时释放巨大能量引发海啸，能将震源附近的海水推到几万米远的地方B ．载人飞船设计时需设法减少发射过程中与航天员身体固有频率相近的超低频振动C ．无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理D ．立体放映机双镜头中的一个镜头发生故障时，观众戴着偏振光眼镜也能体验立体效果(2)利用单摆测量某地的重力加速度，现测得摆球质量为m ，摆长为L ，通过传感器测出摆球运动时位移随时间变化的规律为x ＝A sin(ωt ＋φ)，则该单摆的振动周期为________，该处的重力加速度g ＝________.(3)如图8所示，等腰直角三角形ABC 为一个三棱镜的截面，折射率为n (n >1.5)，直角边AB 的长为a .一束很细的单色光从AB 中点垂直入射，已知光在真空中的传播速度为c ，则该单色光通过三棱镜的时间为多少？图8答案 (1)B (2)2πω ω2L (3)an c解析 (3)设单色光的临界角为C ，则sin C ＝1n <23，C <45° 单色光射入三棱镜后，在AC 界面上的入射角i ＝45°>C ，故发生全反射．反射角r ＝45°，光垂直于BC 边射出，在三棱镜中的路径长度为a单色光在三棱镜中的传播速度v ＝c n则光通过三棱镜的时间t ＝a v ＝an c6． (1)下列说法正确的是________A ．根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时变矮B ．两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域交替变化C ．光的偏振现象说明光波是横波D ．夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射(2)一列简谐横波在t ＝0时的波形图如图9所示．介质中x ＝3 m 处的质点P 沿y 轴方向做简谐运动的表达式为y ＝5sin (5πt ) cm.则此波沿x 轴________(选填“正”或“负”)方向传播，传播速度为________m/s.图9(3)如图10所示，折射率n ＝2的半圆形玻璃砖置于光屏MN 的上方，其平面AB 到MN 的距离为h ＝20 cm.一束单色光沿图示方向射向圆心O ，经玻璃砖后射到光屏上的O ′点．现使玻璃砖绕圆心O 点顺时针转动，光屏上的光点将向哪个方向移动？光点离O ′点最远是多少？图10答案 (1)CD (2)负 10 (3)向右移动 20 cm解析 (1)根据狭义相对论，物体在运动方向上变短，而不会变矮，A 错误．干涉现象振动区域和减弱区域位置不变，B 错误．只有横波才会有偏振现象，C 正确．夜视仪器就是利用了热效应设计制作的，D 正确．(2)根据P点简谐运动表达式可知P点马上要向y轴正方向运动，＝0.4 s，则波向x轴负方向传播．周期T＝2πω＝10 m/s.波长λ＝4 m．波速v＝λT(3)玻璃砖顺时针旋转，光线从光密介质传向光疏介质，折射角大于入射角，光线向右得发生全反射的临界角为45°，这时玻璃砖转过45°，出射光线与偏移．根据sin C＝1n玻璃砖AB面平行，与水平面成45°角．此时打到地面的光点距离O′点最远，等于高度h，即20 cm.。

高二物理简谐运动课时2 ppt

C P’
O
P B
x
例3
例题2：一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点；若再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则质点第三次经过M点所需要的时间是：③④ ①8s ②4s ③14s ④(10/3)s
a
O
M
b
分析
分析
向右：O→M a O t=?
3s
B
x
x
O
P A
Hale Waihona Puke 运动至P点时的位移？从P到A过程的位移?
作出引例2中振动图像:
写出以上两个振动的方程 y=10sin2πt cm
x=10cos2πt cm
二.简谐运动的分析
1.动力学分析: 位移,速度 2.对周期性的初步理解
例题1
(高考题)
A、若t时刻和（t+Δt）时刻振子运动的位移大小相等，方向相同，则Δt一定等于T的整数倍。
M
1s b
2s
1 T 4s 4
向左：M→O 3s
1s
T 16 s t T 2s 14 s
t=? 1s 2s
a
O
M 1s
b
月相
从图象上我们可以得到什么？
4．任一时刻t的加速度a 和回复力 F 的方向：总是指向平衡位置（平行于 x 轴指向 t 轴） x ＝ 0 时， F = 0, a ＝ 0 ； x ＝±A 时， F 、 a 达最大值．
第二课时
简谐运动的表达式
复习:
1.一块熏满黑烟的玻璃板沿竖直方向匀速下移，同时有一尖针在水平方向作简谐运动并在玻璃板上留下划痕，试判断此划痕的形状及反映的物理信息。如果玻璃板做自由落体运动呢？

高二物理简谐运动2(PPT)4-4

• 投影的位置為
x＝R cos(ωt＋φ)
• 投影的速度為
vx＝－v sin(ωt＋φ) • 投影的加速度為
ax＝－a cos(ωt＋φ)
簡諧運動的現象
• 在生活中許多週期性的振動現象，例如彈簧的伸縮、吊燈或鐘擺的擺動、水面上小船的浮沈、樂器簧片或琴弦的振動等。水波、聲波、電磁波、…等波動現象都和振動有關。這些振動現象，不管有多複雜，都是由一種最簡單、最基本的振動所組成，這種振動稱為簡諧運動（simple harmonic motion），簡稱為S.H.M. 。
栅栏住下。现泛指军队或其他团体建立临时住地。【安葬】动埋葬（用于比较郑重的场合）：～烈士遗骨。【安枕】〈书〉动放好枕头（睡觉），借指没有忧虑和牵挂：～而卧｜天下多事，国人岂能～？【安之若素】ī（遇到不顺利情况或反常现象）像平常一样对待，毫不在意。【安置】动使人或事物有着落；安放：～人员｜～行李｜这批新；玻璃钢拉挤机玻璃钢拉挤机；来的同志都得到了适当的～。【安装】动按照一定的方法、规格把机械或器材（多指成套的）固定在一定的地方：～自来水管｜～电话｜～机器。【桉】名桉树，常绿乔木，树干高而直。原产澳大利亚，我国南部也种植。枝叶可提制桉油，树皮可制鞣料，木材供建筑用。【氨】名氮和氢的化合物，化学式。无色气体，有刺激性臭味，易溶于水。用作制冷剂，也用来制硝酸和氮肥。通称氨气。［英aa］【氨基】ī名氨分子失去个氢原子而成的一价原子团（—）。【氨基酸】ī名分子中同时含有氨基和羧基的有机化合物，是组成蛋白质的基本单位。【氨气】名氨的通称。【氨水】名氨的水溶液，无色，有刺激性气味，用作肥料，医学上用作消度剂。【庵】（菴）①〈书〉小草屋：茅～。 ②名佛寺（多指尼姑住的）：～堂｜尼姑～。③（）名姓。【庵堂】名尼姑庵。【庵子】?〈方〉名①小草屋：稻草～。②尼姑庵。【谙】（諳）〈书〉熟悉：～熟｜不～水性。【谙达】〈书〉动熟悉（人情世故）：～世情。【谙练】〈书〉①动熟悉：～旧事。②形熟练；有经验：骑术～。【谙熟】动熟悉（某种事物）：～地理｜培养～经济管理的人才。【媕】［媕娿］（’）〈书〉形不能决定的样子。【鹌】（鵪）［鹌鹑］（?）名鸟，头小，尾巴短，羽毛赤褐色，不善飞。【腤】〈书〉烹煮（鱼、肉）。【??】（鮟）［????］（）名鱼，全身无鳞，头大而扁，尾部细小，常潜伏在海底捕食，能发出像老人咳嗽一样的声音。有的地区叫老头儿鱼。【鞍】鞍子：马～｜～韂｜马不歇～。【鞍韂】名马鞍子和垫在马鞍子下面的东西。【鞍鞯】〈书〉名鞍韂。【鞍马】名①体操器械的一种，形状略像马，背部有两个半圆环，是木马的一种。②男子竞技体操项目之一，运动员在鞍马上，手握半圆环或撑着马背做各种动作。③鞍子和马，借指骑马或战斗的生活：～劳顿｜～生活。【鞍马劳顿】形容旅途或战斗的劳累。【鞍前马后】比喻跟随在别人身边，小心侍候。【鞍子】?名放在牲口背上驮运东西或供人骑坐的器具，多用皮革或木头加棉垫制成。【鞌】〈书〉同“鞍”。【盦】古时盛食物的器具。

2015高考物理(沪科版)一轮复习课件12.1《简谐运动》

L ��
单摆
重力势能与动能相互转化,机械能守恒 6
-7一二三
三、三种振动
项目受力情况振动周期或频率振动能量自由振动仅受回复力由系统本身性质决定,即固有周期或固有频率振动物体的机械能不变受迫振动周期性驱动力作用共振周期性驱动力作用
由驱动力的周期或频率决定,即 T=T 驱或 f=f 驱由产生驱动力的物体提供
关闭
(1)√ (2)√
(3)×
(4)×
8 答案
基础自测
A.速度为零的位置 B.回复力为零的位置 C.加速度为零的位置 D.位移最大的位置
1
2
3
4
2. ( 单选)简谐运动的平衡位置是指(
)
关闭
B
9 答案
基础自测
1
2
3
4
3. ( 单选) 悬挂在竖直方向上的弹簧振子,周期为 2 s,从最低点的位置向上运动时开始计时,它的振动图像如图所示,由图可知( )
T (2n+1)T
考点一
考点二
13
-14-
【例 1】 ( 多选) 一简谐振子沿 x轴振动, 平衡位置在坐标原点。t =0 时
关闭
刻振子的位移 x=-0. 1m; t = s时刻 x=0. 1m; t =4 s时刻 x=0. 1 m 。该振子的振 4
在 t=
3
4 3 s 和 t=4 s 两时刻振子的位移相同 , 第一种情况是当此时间差是周期的整
1
-5一二三
(4)简谐运动的表达式 :x=Asin(ωt+φ)。
( 5) 描述简谐运动的图像: 表示振子的位移随时间变化的规律, 为正弦 ( 或余弦 ) 曲线。从平衡位置开始计时 , 图像如图所示。从图像上可以获得许多信息 : 振子在某一时刻相对于平衡位置的位移大小, 振子的振幅、周期; 判断某一时刻振子的速度方向和加速度方向以及它们大小的变化趋势。 3.简谐运动的能量简谐运动过程中动能和势能相互转化,机械能守恒。振动能量与振幅有关,振幅越大,能量越大。

高二物理简谐运动的描述PPT教学课件 (2)

第二节简谐运动的描述
课标定位
第
二节
课前自主学案
简
谐运
核心要点突破
动
的
描
课堂互动讲练
述知能优化训练来自课标定位学习目标：1.知道什么是振幅、周期、频率和相位． 2．理解并掌握周期和频率的关系以及简谐运动的表达式． 3．理解相位的物理意义．重点难点：1.理解振幅、周期、频率和相位的物理意义，振幅和位移的区别． 2．会根据简谐运动的表达式指出振幅、频率及相位，理解相位的物理意义．
(4)物理意义：周期和频率都是表示物体振动 ___快__慢_____的物理量，周期越小，频率越__快____，表示物体振动得越_____大______，周期与频率的关
系是____T_＝__1f______ (用公式表示)． 3．相位：在物理学中，周期性运动在各个时刻所处的___状__态____用不同的相位来描述．
＝T/2，A点与C点位移大小相等、方向相反，在 A点弹簧是伸长的，在C点弹簧是压缩的，所以在A、C两点弹簧的形变量大小相同，而弹簧的长度不相等，D错误．
二、简谐运动的表达式简谐运动的一般表达式为 x＝Asin(ωt＋φ) ____A______________．式中____ω__表示简谐运动的振幅，______是一个与频率成正比的量，也表示简ω谐t＋运φ动的快慢，叫做圆频率，_________代表简谐运动的相位初，相φ位表示t＝0时的相位，叫做 _____________．
核心要点突破
一、对振动特征量关系的理解 1．对全振动的理解正确理解全振动的概念，应注意把握振动的五种特征． (1)振动特征：一个完整的振动过程． (2)物理量特征：位移(x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同时与初始状态相同． (3)时间特征：历时一个周期． (4)路程特征：振幅的4倍． (5)相位特征：增加2π.

高中物理1.1 《简谐运动》优秀课件

()
A．从O→B→O振子做了一次全振动图1－1－3 B．振动周期为2 s，振幅是10 cm C．从B开始经过6 s，振子通过的路程是60 cm D．从O开始经过3 s，振子处在平衡位置
解析振子从 O→B→O 只完成半个全振动，A 选项错误；从 A→B 振子也只是半个全振动，半个全振动是 2 s，所以振动周期是 4 s，振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，振幅 A＝10 cm，选项 B 错误；t＝6 s＝1 12T，所以振子经过的路程为 4A＋ 2A＝6A＝60 cm，选项 C 正确；从 O 开始经过 3 s，振子处在位移最大处 A 或 B，D 选项错误．答案 C
B．在A点和A′点的位移大小相同
C．在两点处的速度可能相同
D．在两点处的加速度可能相同
解析由于A、A′关于平衡位置对称，所以振子在A、A′点时位移大小相等，方向相反，速率一定相同，但速度方向可能相同也可能相反，加速度方向一定相反，应选项B、C正确．答案 BC 借题发挥弹簧振子位于关于平衡位置对称的两点时，振子的位移、加速度大小相等，方向相反；振子的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反．这就是位移的“对称性〞.同时对应位移的运动时间相等，即：时间的对称性
一、机械振动物体(或物体的某一局部)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．这个位置称为平衡位置．
二、简谐运动 1．振子模型：如下图，如果小球与水平杆之间的摩擦忽略不
计，弹簧的质量比小球的质量小得多，也可以忽略不计，这样的系统称为弹簧振子．其中的小球常称为振子 2．回复力：当小球偏离平衡位置时，受到的指向平衡位置的力．
高中物理·选修3-4·教科版
第一章机械振动
1.1 简谐运动

简谐运动课件-2023-2024学年高二上学期物理沪教版(2019)选择性必修第一册

所以T=1.0 s ，由
得，f =1Hz.
（2）设振幅为A，由题意BC＝2A＝20 cm，所以A＝10 cm. 5 s内振子振动了5个周期， 5 s末振子仍处在B点，所以，它偏离平衡位置的位移大小为10 cm.
（3）振子在1个周期内通过的路程为4A，5s内的路程s=20A=200cm.
跟踪练习
6.简谐运动：（1）定义：如果质点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图像）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
（2）振动图像横坐标：振动时间t 纵坐标：振子相对于平衡位置的位移
振子的轨迹与振子的x — t图象辨析：
x
弹簧振子沿一直线做往复运动，其轨迹为重
复的一段线段，而它的振动图象(x — t图象)
例2.(多选)如图甲所示，一弹簧振子在A、B间振动，取向右为正方向，振子经过 O点时开始计时，其振动的x—t图象如图乙所示．则下列说法中正确的是( AC ) A．t2时刻振子在A点 B．t2时刻振子在B点 C．在t1～t2时间内，振子的位移在增大 D．在t3～t4时间内，振子的位移在减小
分析：取向右为正，A处位移正向最大（对应t2时刻），B处位移负向最大（对应 t4时刻），t1~t2物体从O向A运动，位移增大，t3~t4物体从O向B运动，位移增大。
频率f =50Hz，t=0时刻的速度与规定正方向相反。
3.下图是某质点做简谐运动的振动图像，根据图像中的信息，回答下列问题。 (1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？ 10 cm (2)在1. 5s和2. 5s这两个时刻，质点的位置在哪里？质点向哪个方向运动？在1. 5s，质点的位置坐标x=7cm，在2. 5s时，质点的位置坐标x=-7cm；在这两个时刻，质点都向x轴的负方向运动。

简谐运动课件ppt

单摆的简谐运动
总结词
单摆的简谐运动是指一个质点在重力作用下做周期性振动。
详细描述
单摆的简谐运动是指一个质点在重力作用下绕固定点做周期性振动。当质点从平衡位置出发，受到重力的作用向下加速运动，到达最低点时速度达到最大值，然后受到回复力的作用开始向上减速运动，到达最高点时速度为零。在摆动过程中，回复力与质点的位移成正比，当质点回到平衡位置时，回复力为零，质点的速度达到最大值。
结果
通过实验，可以观察到弹簧振子的振动轨迹呈正弦波形，并记录
下振幅、周期等数据。
分析
根据记录的数据，可以计算出弹簧振子的振动频率和相位差，进
一步分析简谐运动的特性。
讨论
简谐运动在现实生活中有着广泛的应用，如钟摆、乐器振动等。通过实验，可以深入理解简谐运动的原理，为后续的学习和实际
应用打下基础。
简谐运动的平衡位置是指物体受到的回复力为零的位置，通常也是振动的中心点。
回复力
回复力是指使物体返回平衡位置并指向平衡位置的力，它是使物体做简谐运动的力。
简谐运动的特点
往复性
简谐运动是一种往复运动，物体在运动过程中会不断重复往返于平衡位置和最大位移处。
周期性
简谐运动是一种周期性运动，其运动周期是固定的，与振幅和角频率有关。
实验器材与步骤
器材：弹簧振子、示波器、数据采集器、电脑等。
011. 准备实验器材，源自弹簧振子连接到数据采集器上。03
02
步骤
04
2. 启动实验，观察弹簧振子的振动情况，记录振幅、周期等数据。
3. 使用示波器观察振动的波形，了解相位的概念。
05
06
4. 分析实验数据，得出结论。

【步步高】2014-2015学年高中物理 1.2-1.3 探究摆钟的物理原理探究单摆振动的周期课件沪科版选修3-4

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3
4
1.单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是( )
A.摆线质量不计 B.摆线长度不伸缩 C.摆球的直径比摆线长度短得多
D.只要是单摆的运动就是一种简谐运动
1
解析
2
3
4
单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质
量，摆球只计质量不计大小，且摆线不伸缩 .但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的，只有在摆角很小
要点提炼
1.单摆 (1)模型：摆线是不可伸长，且没有质量的细线，摆球是没有大小只有质量的质点，这样的装置叫单摆，它是实际摆的理想化模型. (2)实际摆看作单摆的条件：①摆线的形变量与摆线的长度相比小得多，摆线的质量与摆球的质量相比小得多，这时
可把摆线看成是不可伸长，且没有质量的细线.
答案 C
二、研究振动的步调问题
问题设计
1.如图2所示，在铁架台上悬挂两个相同的单摆，
将两个摆球拉离平衡位置且保证摆角相同，然
后同时放开，可观察到什么现象？答案它们的运动总是一致的，也可以说是步
调一致，即同时沿相同方向经过平衡位置，
并同时达到同一侧最大位移处.
图2
2.如图3所示，再将两个摆球拉开相同的摆角，先放开一个，等它摆到另一边最大位移处时，再放开第二个，又可观察到什么现象？答案它们的运动总是相反的，也可以说是步调相反，即同时沿相反方向经过平衡位置，并同时达到两侧最大位移处. 图3
例2
如图 4 所示是在同一个坐标系里画出的三个振动
系统的振动图像，下列说法正确的是(
A.a、b、c三个振动系统的频率相同

高二物理简谐运动2(PPT)2-2

T

2
T
• 投影的位置為
x＝R cos(ωt＋φ)
• 投影的速度為
vx＝－v sin(ωt＋φ) • 投影的加速度為
ax＝－a cos(ωt＋φ)
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在一个温暖的下午，我看见一位白发苍苍的老奶奶，她摔倒在坚硬的道路上，鲜血染红了裤脚，钻心的疼痛，使她流出无助的眼泪，痛苦的呻吟引来周围人好奇的目光。我突然明白助人为乐，快乐别人，更快乐自己。伸出我们的双手吧，去帮助哪些需要帮助的人，让我们的生活更加美好。我赶紧跑了过去，小心翼翼的扶起她，看着她的表情，我心里非常的难受，仿佛被什么抓了一下。老奶奶感激地说：“谢谢你，你真是一个善良的孩子。”我微笑着说：“不用谢，助人为乐是我应该做的。”听了我的话，老奶奶也露出了灿烂的笑容。

【步步高】2014-2015学年高中物理 1.1 研究简谐运动 2课件 沪科版选修3-4