高一物理简谐运动
人教版物理高中选择性必修1第二章第2节 简谐运动的描述PPT教学课件
A.1 s 1.6 s
B.1.2 s 1.6 s
C.2.4 s 4.8 s D.4.2 s 4.8 s
信息提取 【1】未指明开始计时时质点运动方向,开始时质点可能靠近M点,也可能远离 M点。 【2】质点的运动方向与第一次通过M点时相反。 【3】质点从第一次通过M点到第三次通过M点经历一次全振动。
第1讲 描述运动的基本概念
第1讲 描述运动的基本概念
信息提取 根据题意可提取的信息为:
第二章 机械振动
思路点拨 对比简谐运动的表达式x=A sin 2 t,得出物块的振幅A和周期T,并画出其振动
T
图像,对照图像和运动草图分析各选项。
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
解析 物块做简谐运动的振幅A=0.1 m,周期T= 2= 2 s=0.8 s(由【1】得到),B正确;0~0.6
(2)ω是一个与周期成反比、与频率成正比的量,叫作简谐运动的圆频率,它表示简谐运动的
快慢,ω=
2 T
=2πf。
(3)ωt+φ代表简谐运动的相位。φ是t=0时的相位,叫作初相位。
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
2.相位差 (1)频率相同的两个简谐运动有确定的相位差,即Δφ=φ2-φ1; (2)若Δφ=0,表明两个振动物体的运动步调相同,即同相; (3)若Δφ=π,表明两个振动物体的运动步调相反,即反相; (4)若Δφ=φ2-φ1>0,则称2的相位比1的相位超前Δφ,或者说1的相位比2的相位落后Δφ; (5)若Δφ=φ2-φ1<0,则称2的相位比1的相位落后|Δφ|,或者说1的相位比2的相位超前|Δφ|。
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
知识辨析 1.振子从离开平衡位置到第一次回到平衡位置的过程是一次全振动吗?
2024-2025学年新教材高中物理第二章机械振动1简谐运动教案新人教版选择性必修第一册
5.创新意识:鼓励学生在理解简谐运动的基础上,思考并探索简谐运动在现实生活中的应用,激发学生的创新意识。
学习者分析
1.学生已经掌握了哪些相关知识:学生在学习本节内容之前,应该已经掌握了初中物理中关于运动和力的基本概念,以及高中物理中关于函数、导数等数学知识。此外,学生应该对物体运动的基本形式有一定的了解,如直线运动、曲线运动等。
7.表达能力:学生能够通过口头表达,清晰地展示自己的思考和观点,提高表达能力。
8.自主学习能力:学生能够自主学习相关的学习资料,拓展知识视野,提高自主学习能力。
教学评价与反馈
1.课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况以及与同学之间的互动。了解学生在课堂中的专注度和对知识的理解程度。
2.小组讨论成果展示:评估学生在小组讨论中的表现,包括他们的合作能力、问题解决能力和创新思维。关注学生能否有效地沟通和展示自己的观点。
2.拓展要求:
a.自主学习:鼓励学生在课后利用时间进行自主学习,深入理解简谐运动的概念和原理。
b.问题解答:鼓励学生在学习过程中遇到问题时,主动提问,教师会提供必要的指导和帮助。
c.实际应用:鼓励学生在生活中寻找简谐运动的实例,通过观察和思考,提高对简谐运动的理解和应用能力。
d.创新思考:鼓励学生思考简谐运动在未来的发展方向,提出自己的创新观点和建议。
强调简谐运动在现实生活或学习中的价值和作用,鼓励学生进一步探索和应用简谐运动。
布置课后作业:让学生撰写一篇关于简谐运动的短文或报告,以巩固学习效果。
学生学习效果
1.知识掌握:学生能够理解并掌握简谐运动的基本概念、特点、位移、速度、加速度之间的关系以及周期性。
高中物理选择性必修一-简谐运动教学课件
小孩荡秋 千的运动
摆钟在最低 点附近的往 复运动
这些运动有什么共同特点?
一、机械振动
1. 特点:物体(或物体的一部分)在平衡 位置附近做往复运动。
我们把这类运动叫做机械振动。简称振动。
平衡位置: 振子原来静止时的位置
(即物体在没有振动时所处的位置) ⒉机械振动的主要特征是:“空间运动”的往
复性和“时间”上的周期性。
三、弹簧振子的位移---时间图象(振动图像) 1、振子的位移x:都是相对于平衡位置的位移。
下面左图中如果规定在O点右边为正,则在左边 为负。XA为正,XB为负
2、振幅(A):振动物体离开平衡位置的最大距离 说明:(1)标量 (2)物理意义:反映振动物体振动的强弱
三、弹簧振子的位移—时间图象
图像绘制方法 (1)、频闪照相
3、当物体从平衡位置向最大位移处运动时, 由于v与a的方向相反,物体做加速度越来越 大的减速运动。
二、简谐运动中各个物理量的变化规律
归纳总结
总结:做简谐运动的物体,在通过对称于平衡位置的AB 两个位置时,相对应的各个各个物理量具有怎样的关系? 1.位移大小相等,方向相反; 2.速度大小相等,方向可能相同,也可能相反; 3.加速度大小相等,方向相反; 4.从平衡位置到达这两个,或从这两个点直接到达平 衡位置的时间相等;
2、简谐运动的能量与振幅有关,振幅越大,
振动的能量越大
试画出物体在做简谐运动时的Ek-t和Ep-t及
E-t图象
E
机械能
势能
0A O B
t
动能
思考: 图像中的白点是小球的运动轨迹么?
三、弹簧振子的位移---时间图象(振动图像)
2.描图记录法 在弹簧振子的小球上安装
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。
大一简谐运动知识点归纳
大一简谐运动知识点归纳简谐运动是物理学中一个重要的概念,它是指物体在受到一个恢复力(即与偏离平衡位置成正比的力)作用下以一定频率做往复振动的运动。
简谐运动具有许多特点和规律,本文将对大一学生需要掌握的简谐运动知识点进行归纳和总结。
一、简谐运动的基本特点简谐运动的基本特点包括:振动物体的周期、频率、振幅和相位。
周期指的是一个完整振动所需要的时间,通常用T表示,单位是秒。
频率指的是单位时间内完成的振动次数,通常用f表示,单位是赫兹(Hz)。
振幅表示振动物体偏离平衡位置的最大距离。
相位表示振动物体当前所处的状态。
二、简谐运动的描述简谐运动可以通过各种方式进行描述。
其中,最常用的是通过位移-时间图、速度-时间图和加速度-时间图。
位移-时间图是一条曲线,横轴表示时间,纵轴表示位移,它能够直观地展示振动物体的运动情况。
速度-时间图和加速度-时间图同样是使用时间作为横轴,但纵轴分别表示速度和加速度。
三、简谐运动的数学表示简谐运动可以通过使用正弦函数或余弦函数进行数学表示。
设物体的位移为x,时间为t,角频率为ω,初相位为φ,则简谐运动的数学表示可以写为:x = A * sin(ωt + φ)或x = A * cos(ωt + φ)其中,A表示振幅,ω表示角频率,φ表示相位。
这两种表示方式是等效的,可以根据需要选择其中一种进行使用。
四、简谐运动的能量简谐运动的能量由势能和动能组成。
势能是指振动物体由于位置发生变化而具有的能量,动能是指振动物体由于速度发生变化而具有的能量。
在简谐运动中,势能和动能之间相互转化,总能量不变。
五、简谐运动的共振共振是指在外力作用下,当物体的振动频率与外力频率接近或相等时,振幅达到最大的现象。
共振可以放大物体的振动,使其接收到更多的能量。
然而,如果超过物体的势能极限,共振可能会导致物体破坏。
六、简谐运动的应用简谐运动在生活和工程中有着广泛的应用。
例如,钟表的摆锤运动、弹簧振子的振动、音叉的振动等都是简谐运动的实例。
高中物理精华课件:简谐运动
第一节 简谐运动
一、知识与技能 新课标要求
1.知道什么是机械振动、弹簧振子、简谐运动; 2.掌握简谐运动的定义,会分析简谐运动的动力学特征; 3.知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义; 4.理解周期和频率的关系; 5.知道简谐运动的能量变化规律.
二、过程与方法
1.通过举例使学生知道机械振动是一种普遍的运动形式。 2.通过对演示实验的观察、分析,归纳出简谐运动的概念及其特点。
谢谢观赏
You made my day!
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制作:10
我们,还在路上……
2009年下学期
①
❖ 木块所受的浮力为 F 浮 g S xx ②
❖ 由①②式解得 F 回 m g S x x ③
❖ 木块所受的重力为 m gg Sx
④
❖ 由③④式得木块的回复力为 F回gSx ❖ 取 k gS
❖ 则 F回kx
❖ 所以木块的振动为简谐运动.
课堂小结
做变速运动 动力学特征
F回=-kx
简 谐
位移:以平衡位置为起点 物理量 振幅
周期T,
❖ 单位时间内完成 全振动 的次数,叫做振动的频率f.
❖ 周期和频率都是描述振动 间的关系为f= 1 .
快慢
的物理量,它们之
T
四、简谐运动的能量
1.能量的转化:做简谐运动的物体,其动能和势能 可以相互 转化 ,但总机械能 守恒 。
• 2.简谐运动中各物理量的变化情况:在如图所 示的简谐运动中,以O点为原点,向右为x轴的正 方向,请完成下表(填“正”、“负”、“零”、 “最大”、“增大”、“减小”):
释放,4s内完成5次全振动,则这个弹簧振
子的振幅为 5 cm.振动周期为 0.8s,
高中物理知识点总结-简谐运动
高中物理知识点总结-简谐运动
简谐运动(1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动.(2)简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大.(3)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅.②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,表示振动的强弱.③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系,即T=1/f.(4)简谐运动的图像①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹.②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线.③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.。
人教版(2024)高中物理选择性必修一2.2 简谐运动的描述(共20张PPT)
人教版(2019)普通高中物理选择性必修第一册
问题
有些物体的振动可以近似为简谐运动,做简谐运动的物体在一个位置附 近不断地重复同样的运动。如何描述简谐运动的这种独特性呢?
简谐运动: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 图象(x—t图象)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。
关于相位差Δφ=φ2-φ1的说明:
①同相:相位差为零,一般地为=2n (n=0,1,2,……) ②反相:相位差为 ,一般地为=(2n+1) (n=0,1,2,……) (2)>0,表示振动2比振动1超前.
<0,表示振动2比振动1滞后.
下图为甲、乙(实线为甲,虚线为乙)两个弹簧振子的振动图像。
思考1:这两个弹簧振子的振幅是多 少?周期是多少?频率是多少?请写 出它们的位移随时间变化的关系式。
思考2:两个振动的相位、初相和相位 差各是多少?
甲的相位:πt 甲的初相位:0 相位差:π/6
乙的相位:πt+π/6 乙的初相位:π/6
学习任务三:相位
振幅
相位
角速度 (圆频率)
初相位
(平衡位置处开始计时) (最大位移处开始计时)
描述简谐运 动的物理量
振幅(A) 周期(T) 频率(f) 相位、相位差
学习任务二:周期和频率
学习任务二:周期和频率
实验结果 (1)振动周期与振幅大小无关。 (2)振动周期与弹簧的劲度系数有关,劲度系数较大时,周期较小。 (3)振动周期与振子的质量有关,质量较小时,周期较小。
结论:弹簧振子的周期由振动系统本身的质量 和劲度系数决定,而与振幅无关,所以常把周 期和频率叫做固有周期和固有频率。
学习任务三:相位 从x=Asin(ωt+φ)可以发现: 当(ωt+φ)确定时,sin(ωt+φ)的值也就确定了,所以(ωt+φ) 代表了做简谐运动的物体此时正处于一个运动周期中的哪个状态。
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
高中物理课件 11.1简谐运动
哪个方向运动?
x/m
4、质点在6s末、14s 3
末的位移是多少?
5、质点在4s、16s内O 通过的路程分别是多
8 16
t/s
少?
-3
1.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 B ) A.振子偏离平衡位置的最大距离为10cm
B.1s末到2s末的时间内振子向平衡位置运动
C.2s时和3s时振子的位移相等,运动方向也相同
正弦曲线,是不是这样呢?
方法一 验证法:
假定是正弦曲线,可用刻度尺测量它的振幅和周期, 写出对应的表达式,然后在曲线中选小球的若干个位置 ,用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标,代入所 写出的正弦函数表达式中进行检验,看一看这条曲线是 否真的是一条正弦曲线。
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,然后按照计算机 提示用一个周期性函数拟合这条曲线,看一看弹簧振子 的位移——时间的关系可以用什么函数表示。
四、简谐运动及其图象
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,即它的振动图象(x—t图象)是
一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。 如: 弹簧振子的运动。
简谐运动是最简单、最基本的振动。
练习
1、质点离开平衡位置的最大位移?
2、1s末、4s末、10s末质点位置在哪里?
3、1s末、6s末质点朝
x/cm
20
0 12 34 5 6
t/s
-20
(一般情况下指物体在没有振动时所处的位置)
(2)“往复”运动,即有往复性,周期性 (3)振动物体的轨迹可能是直线也可能是曲线
➢物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械 振动,简称振动。
高一物理简谐运动1
第一节 简谐运动
一、机械振动
物体(或物 体的一部分) 在某一中心 位置两侧所 做的往复运 动,就叫做 机械振动。
比如:
钟摆的摆动,水上浮标的浮动, 担物行走时扁担的颤动, 在微风中树梢的摇摆, 振动的音叉、锣、鼓、琴弦等都 是机械振动。
二、简谐运动
振子以O点为中心在水平杆 方向做往复运动。振子由A点开 始运动,经过O点运动到A’点, 由C 点再经过O 点回到A 点,且 OA 等于OA’ , 此后振子不停地重
复这种往复运动。以上装置称为 弹簧振子。
回复力
振子在振动过程中,所受重力与支持力平 衡,振子在离开平衡位置 O 点后,只受到 弹簧的弹力作用,这个力的方向跟振子离 开平衡位置的位移方向相反,总是指向平 衡位置,所以称为回复力。 的回复力F与振子偏离平衡位置的 位移x大小成正比,且方向总是相 反,即:
F kx
这个关系在物理学中叫做胡克定律
式中k是弹簧的劲度系数。负 号表示回复力的方向跟振子离开 平衡位置的位移方向相反。
物体在跟位移大小成正比,并且 总是指向平衡位置的力作用下的振动,
叫做 简谐运动。
简谐运动举例:
高中物理重难点96讲专题46简谐运动(原卷版+解析)
专题46 简谐运动考点一简谐运动物理量的分析考点二简谐运动的周期性与对称性考点三简谐运动的表达式和图像的理解和应用考点四单摆及其周期公式考点五受迫振动和共振1.简谐运动概念: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,这样的振动是简谐运动。
2.分析简谐运动问题紧抓住两个模型——弹簧振子和单摆,结合两种模型的振动情景分析求解.考点一简谐运动物理量的分析1.简谐运动的物理量1)位移:振动质点在某一时刻的位移指的是质点在该时刻相对平衡位置的位移.2)回复力:F=-kx;回复力是使物体返回到平衡位置的力,回复力的方向时刻指向平衡位置。
3)振幅:振动质点离开平衡位置的最大距离;振幅越大,简谐运动能量越大。
4)周期:振动物体完成一次全振动所需要的时间。
5)频率:振动物体完成全振动的次数与所用时间之比。
6)相位:物理学中把(ωt+φ)叫作相位,它代表了做简谐运动的物体此时正处于一个运动周期中的哪个状态。
2.靠近平衡位置时,物体的a、F、x都减小,v增大;远离平衡位置时,a、F、x都增大,v减小1.(2021·高考河北卷)如图,一弹簧振子沿x轴做简谐运动,振子零时刻向右经过A点,2 s后第一次到达B点,已知振子经过A、B两点时的速度大小相等,2 s内经过的路程为0.4 m。
该弹簧振子的周期为________s,振幅为________m。
2.把一个小球套在光滑细杆上,球与轻弹簧相连组成弹簧振子,小球沿杆在水平方向做简谐运动,平衡位置为O,小球在A、B间振动,如图所示.下列结论正确的是( )A.小球在O位置时,动能最大,加速度最小B .小球在A 、B 位置时,动能最大,加速度最大C .小球从A 经O 到B 的过程中,回复力一直做正功D .小球在O 位置时系统的总能量大于小球在B 位置时系统的总能量3.(多选)如图所示,物体A 与滑块B 一起在光滑水平面上做简谐运动,A 、B 之间无相对滑动,已知水平轻质弹簧的劲度系数为k ,A 、B 的质量分别为m 和M ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )A .物体A 的回复力是由滑块B 对物体A 的摩擦力提供的 B .滑块B 的回复力是由弹簧的弹力提供的C .物体A 与滑块B (整体看成一个振子)的回复力大小跟位移大小之比为kD .若A 、B 之间的动摩擦因数为μ,则A 、B 间无相对滑动的最大振幅为μ(M+m )gk考点二 简谐运动的周期性与对称性1.周期性:做简谐运动的物体的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化,变化周期就是简谐运动的周期T ;动能和势能也随时间做周期性变化,其变化周期为T22.对称性:(1)如图所示,做简谐运动的物体经过关于平衡位置O 对称的两点P 、P ′(OP =OP ′)时,速度的大小、动能、势能相等,相对于平衡位置的位移大小相等(2)物体由P 到O 所用的时间等于由O 到P ′所用时间,即t PO =t OP ′ (3)物体往复过程中通过同一段路程(如OP 段)所用时间相等,即t OP =t PO(4)从平衡位置和最大位移之外的任意一点开始计时,经过半个周期,质点一定运动到关于平衡位置的对称点且运动方向相反.3.对于周期性和对称性问题可以通过画运动过程示意图来辅助分析,也可以利用振动图象解决.4.(多选)一振子沿x 轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点.t =0时振子的位移为-0.1 m ,t =1 s 时位移为0.1 m ,则( )A .若振幅为0.1 m ,振子的周期可能为23 sB .若振幅为0.1 m ,振子的周期可能为45 sC .若振幅为0.2 m ,振子的周期可能为4 sD .若振幅为0.2 m ,振子的周期可能为6 s5.一个质点在平衡位置O 点附近做简谐运动,若从O 点开始计时,经过3 s 质点第一次经过M 点,如图所示,再继续运动,又经过4 s 第二次经过M 点,则再经过多长时间第三次经过M 点( )A .7 sB .14 sC .16 sD .103 s6.下列说法中正确的是( )A .若t 1、t 2两时刻振动物体在同一位置,则t 2-t 1=TB .若t 1、t 2两时刻振动物体在同一位置,且运动情况相同,则t 2-t 1=TC .若t 1、t 2两时刻振动物体的振动反向,则t 2-t 1=T2D .若t 2-t 1=T2,则在t 1、t 2时刻振动物体的振动反向7.如图所示,质量为m 的物体放在弹簧上,与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动,当振幅为A 时,物体对弹簧的最大压力是物重的1.5倍,则物体对弹簧的最小压力是________.要使物体在振动中不离开弹簧,振幅不能超过________.(重力加速度为g )考点三 简谐运动的表达式和图像的理解和应用1.简谐运动的表达式x =A sin_(ωt +φ0),ωt +φ0为相位,φ0为初相位,ω为圆频率,ω=2πT.2.简谐运动的振动图像表示做简谐运动的物体的位移随时间变化的规律,是一条正弦曲线.甲:x =A sin2πT t乙:x =A sin (2πTt +π2).3.从图像可获取的信息(1)振幅A 、周期T (或频率f )和初相位φ0(如图所示). (2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移.(3)某时刻质点速度的大小和方向:曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度大小和方向,速度的方向也可根据下一相邻时刻质点的位移的变化来确定.(4)某时刻质点的回复力方向:回复力总是指向平衡位置,回复力方向和位移方向相反. (5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况. 4.路程与振幅的关系(1)振动物体在一个周期内的路程为四个振幅. (2)振动物体在半个周期内的路程为两个振幅. (3)振动物体在14个周期内的路程不一定等于一个振幅.8.一质点做简谐运动,其位移x 与时间t 的关系图像如图所示,由图可知( )A .质点振动的频率是4 Hz ,振幅是2 cmB .质点经过1 s 通过的路程总是2 cmC .0~3 s 内,质点通过的路程为6 cmD .t =3 s 时,质点的振幅为零9.(2022·北京西城区统测)用小球和轻弹簧组成弹簧振子,使其沿水平方向振动,振动图像如图所示,下列描述正确的是( )A .1~2 s 内,小球的速度逐渐减小,加速度逐渐增大B .2~3 s 内,弹簧的势能逐渐减小,弹簧弹力逐渐增大C .t =4 s 时,小球的动能达到最大值,弹簧的势能达到最小值D .t =5 s 时,弹簧弹力为正的最大值,小球的加速度为负的最大值10.(多选)如图所示,水平弹簧振子沿x 轴在M 、N 间做简谐运动,坐标原点O 为振子的平衡位置,其振动方程为x =5sin ⎝⎛⎭⎪⎫10πt +π2 cm 。
2024高考物理一轮复习-- 机械振动专题(一)--简谐运动的规律和图像
简谐运动的规律和图像一、简谐运动的基本规律1.简谐运动的特征2.注意:(1)弹簧振子(或单摆)在一个周期内的路程一定是4A,半个周期内路程一定是2A,四分之一周期内的路程不一定是A。
(2)弹簧振子周期和频率由振动系统本身的因素决定(振子的质量m和弹簧的劲度系数k ),与振幅无关。
二、简谐运动的图像1.简谐运动的数学表达式:x=A sin(ωt+φ)2.根据简谐运动图象可获取的信息(1)振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示).(2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移.(3)某时刻质点速度的大小和方向:曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向,速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定.(4)某时刻质点的回复力、加速度的方向:回复力总是指向平衡位置,回复力和加速度的方向相同,在图象上总是指向t轴.(5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况.3.简谐运动图象问题的两种分析方法法一图象-运动结合法解此类题时,首先要理解x -t 图象的意义,其次要把x -t 图象与质点的实际振动过程联系起来.图象上的一个点表示振动中的一个状态(位置、振动方向等),图象上的一段曲线对应振动的一个过程,关键是判断好平衡位置、最大位移及振动方向.法二 直观结论法简谐运动的图象表示振动质点的位移随时间变化的规律,即位移-时间的函数关系图象,不是物体的运动轨迹.三、针对练习1、一个小物块拴在一个轻弹簧上,并将弹簧和小物块竖直悬挂处于静止状态,以此时小物块所处位置为坐标原点O ,以竖直向下为正方向建立Ox 轴,如图所示。
先将小物块竖直向上托起使弹簧处于原长,然后将小物块由静止释放并开始计时,经过s 10π,小物块向下运动20cm 第一次到达最低点,已知小物块在竖直方向做简谐运动,重力加速度210m /s g =,忽略小物块受到的阻力,下列说法正确的是( )A .小物块的振动方程为0.1sin 102x t π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(m ) B .小物块的最大加速度为2gC 2m /sD .小物块在0~1330s π的时间内所经过的路程为85cm2、(多选)某弹簧振子在水平方向上做简谐运动,其位移x 随时间变化的关系式为x =A sin ωt ,如图所示,则( )A .弹簧在第1 s 末与第5 s 末的长度相同B .简谐运动的频率为18Hz C .第3 s 末,弹簧振子的位移大小为22A D .第3 s 末至第5 s 末,弹簧振子的速度方向不变3、(多选)如图甲所示,悬挂在竖直方向上的弹簧振子,在C 、D 两点之间做简谐运动,O 点为平衡位置。
人教版物理高中选择性必修1第二章第1节 简谐运动PPT教学课件
第二章 机械振动
1 简谐运动
必备知识 清单破
知识点 1 | 近机械振动
1.概念 物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动,简称振动。
2.特征 (1)存在平衡位置,即振动物体静止时的位置; (2)运动具有往复性,即周期性。
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
关键能力 定点破
定点 | 简谐运动规律的理解 1.简谐运动的位移
简谐运动的位移是相对于平衡位置而言的,位移的方向都是背离平衡位置的。 2.简谐运动的速度 (1)质点在平衡位置处位移为零而速度最大,在最大位移处速度为零。 (2)简谐运动中,质点的速度大小与位移大小有关,位移越大,速度越小。 (3)质点的速度方向与位移方向无关,如质点通过同一位置,其位移的方向是一定的,而速度 方向却有两种可能。 (4)速度的正负号表示质点的运动方向与正方向相同或相反。
(1)质点经过同一点(如C点)时,位移和加速度均相同;(2)质点经过关于O点对称的 两点(如C点与D点)时,位移与加速度均大小相等,方向相反
动能、势能、机 (1)质点经过同一点(如D点)时,动能、势能、机械能均相等; 械能的对称性 (2)质点经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时,动能、势能、机械能均相等
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
典例 如图甲所示,物块与轻质弹簧组成的弹簧振子,在竖直方向上做简谐运动。取竖直向 上为正方向,该弹簧振子的振动图像如图乙所示,则 ( )
A.t=2 s时【1】,物块向上运动 B.t=2 s到t=3 s过程中【2】,物块的速度增大 C.t=0.5 s和t=1.5 s时【3】,物块的加速度相同 D.t=0.5 s和t=1.5 s时,物块的速度相同
【高中物理】高考必备简谐运动知识点总结,考前必过一遍!
【高中物理】高考必备简谐运动知识点总结,考前必过一遍!一、简谐运动1、机械振动(1)平衡位置:物体振动时的中心位置,振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置,或沿振动方向所受合力等于零时所处的位置叫平衡位置。
(2)机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫做机械振动,通常简称为振动。
(3)振动特点:振动是一种往复运动,具有周期性和重复性。
2、简谐运动(1)弹簧振子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。
(2)振动形成的原因①回复力:振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置,且始终指向平衡位置的力,叫回复力。
振动物体的平衡位置也可说成是振动物体振动时受到的回复力为零的位置。
②形成原因:振子离开平衡位置后,回复力的作用使振子回到平衡位置,振子的惯性使振子离开平衡位置;系统的阻力足够小。
(3)振动过程分析振子的运动A→O O→A′A′→O O→A对O点位移的方向怎样?大小如何变化?向右减小向左增大向左减小向右增大回复力的方向怎样?大小如何变化?向左减小向右增大向右减小向左增大加速度的方向怎样?大小如何变化?向左减小向右增大向右减小向左增大速度的方向怎样?大小如何变化?向左向左向右向右增大减小增大减小动量的方向怎样?大小如何变化?向左增大向左减小向右增大向右减小振子的动能增大减小增大减小弹簧的势能减小增大减小增大系统总能量不变不变不变不变(4)简谐运动的力学特征①简谐运动:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动。
②动力学特征:回复力F与位移x之间的关系为F=-kx式中F为回复力,x为偏离平衡位置的位移,k是常数。
简谐运动的动力学特征是判断物体是否为简谐运动的依据。
③简谐运动的运动学特征a=- x加速度的大小与振动物体相对平衡位置的位移成正比,方向始终与位移方向相反,总指向平衡位置。
简谐运动加速度的大小和方向都在变化,是一种变加速运动。
高中物理《简谐运动》微课精讲+知识点+教案课件+习题
知识点:一、简谐运动定义1.机械振动物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动。
机械振动的条件是:(1)物体受到回复力的作用;(2)阻力足够小。
2.回复力使振动物体返回平衡位置的力叫回复力。
回复力时刻指向平衡位置。
回复力是以效果命名的力,它是振动物体在振动方向上的合外力,可能是几个力的合力,也可能是某个力或某个力的分力,可能是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。
3.简谐运动物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫简谐运动。
表达式为:F=-kx。
4.描述简谐运动的物理量(1)位移x:由平衡位置指向振子所在处的有向线段,最大值等于振幅;(2)振幅A:是描述振动强弱的物理量。
(一定要将振幅跟位移相区别,在简谐运动的振动过程中,振幅是不变的,而位移是时刻在改变的)(3)周期T:是描述振动快慢的物理量。
频率f=1/T二、理解简谐运动重难点1.平衡位置的理解平衡位置是做机械振动物体最终停止振动后振子所在的位置,也是振动过程中回复力为零的位置。
(1)平衡位置是回复力为零的位置;(2)平衡位置不一定是合力为零的位置;(3)不同振动系统平衡位置不同:竖直方向的弹簧振子,平衡位置是其弹力等于重力的位置;水平匀强电场和重力场共同作用的单摆,平衡位置在电场力与重力的合力方向上。
2.回复力的理解(1)回复力是指振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力,但不一定是物体受到的合外力。
(2)性质上,回复力可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。
(3)回复力的方向总是“指向平衡位置”。
(4)回复力的作用是使振动物体回到平衡位置。
3.简谐运动(1)简谐运动的判定在简谐运动中,回复力的特点是大小和位移成正比,方向与位移的方向相反,即满足公式F=-kx。
所示对简谐运动的判定,首先要正确分析出回复力的来源,再根据简谐运动中回复力的特点进行判定。
(2)简谐运动的特点周期性:简谐运动的物体经过一个周期或n个周期后,能回复到原来的运动状态,因此处理实际问题时,要注意多解的可能性或需定出结果的通式。
高一物理简谐运动
第ห้องสมุดไป่ตู้节:简谐运动
观察:(1)竖直方向的弹簧吊 起小球的运动;(2)轻绳吊小 球在竖直平面内的运动; 对比:这两个物体的运动与前面 已学过的运动有不同之处吗?
联想:日常生活中还看到哪些 同类的运动?
如:1)在微风中树梢的摇摆; (2)钢尺的振动;(3)钟摆的摆 动;(4)荡秋千;(5)水上浮标 的浮动,(6)蒸汽机活塞的往复运 动,(7)挑水行走时扁担的颤动, (8)振动的音叉、锣、鼓、琴弦的 运动。等等
物理学研究问题有一种科学方法:
3、方向:总是指向平衡位置;
问题:根据前面所学知识思考: (如图)小球在B、C之间振动, O为平衡位置,当小球由D点运 动到B点时,小球的位移是哪一 段?方向如何?由B点运动到D 点时小球的位移又如何?
B DO C
三、振动物体的位移(x):
(1)由平衡位置指向振动物体 所在位置的有向线段;
简称振动位移(偏离平 衡位置的位移) (2)注意点:振动位移的起点 始终是平衡位置。
回顾:在前面章节的学习中, 我们从简单到复杂研究了哪些 运动,可以从哪些角度描述这 些运动
问题1:从运动学的角度来想一 想它们有共同的特征吗?
归纳总结:都是物体(或物 体的一部分)在某一位置 (或中心位置)附近的往复 运动。
是来回往复的、周期性 的运动。
一、机械振动:
(1)定义:物体(或物体的一部分) 在某一位置(中心位置)两侧所做的 往复运动。叫机械振动。通常简称为 振动。
表面看起来,这些运动各不 相同,运动轨迹有直线的、有曲 线的;运动方向有水平的,有竖 直的;物体各部分运动情况有的 相同、有的不同。
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二、回复力: 1、定义:机械振动的物体总是受 到指向平衡位置的力,叫回复力。
2、回复力是按照力的作用效果来命 名的。是一种效果力 3、方向:总是指向平衡位置;
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问题:根据前面所学知识思考: (如图)小球在B、C之间振动, O为平衡位置,当小球由D点运 动到B点时,小球的位移是哪一 段?方向如何?由B点运动到D 点时小球的位移又如何?
2、特征:
F k x
3、特点:周期性、对称性
推广:简谐运动是一种最简单 的、基本的机械振动;它是一 种变加速运动。日常生活中的 机械振动要复杂得多,但许多 物体的微小振动可视为简谐运 动,复杂的振动可看作是多个 简谐运动的叠加。
例1、 对做简谐运动的物体来说, 当它通过平衡位置时,具有最大 值的是:( )
第十章:机械振动
第一节:简谐运动
观察:(1)竖直方向的弹簧吊 起小球的运动;(2)轻绳吊小 球在竖直平面内的运动; 对比:这两个物体的运动与前面 已学过的运动有不同之处吗?
联想:日常生活中还看到哪些 同类的运动?
如:1)在微风中树梢的摇摆; (2)钢尺的振动;(3)钟摆的摆 动;(4)荡秋千;(5)水上浮标 的浮动,(6)蒸汽机活塞的往复运 动,(7)挑水行走时扁担的颤动, (8)振动的音叉、锣、鼓、琴弦的 运动。等等
一、机械振动:
(1)定义:物体(或物体的一部分) 在某一位置(中心位置)两侧所做的 往复运动。叫机械振动。通常简称为 振动。
(2)物体振动的中心位置,叫平衡 位置:通常是物体停止振动时的所 处的位置。
(3)特点:往复性、周期性。
问题:从动力学的角度来分析: 这些物体为什么会振动呢?
产生持续的机械振动的条件是:
四、弹簧振子:
1、模型特点:小球和水平杆之间的摩擦忽 略不计,弹簧的质量远小于滑块(小球)的 质量,也可忽略不计。 即:轻质弹簧一端固定,另一端连着一个 可视为质点的物体,构成一个弹簧振子
2、振动过程分析:(定性讨论)
振动过程(定性) 振动 方向 运 位移 大小变化 动 回复 方向 学 力 大小变化 与 加速 方向 动 度 大小变化 力 学 速度 方向 大小变化 能 动能 大小变化 量 势能 大小变化
A、加速度 C、动能 B、势能 D、回复力
例2:一弹簧振子振动过程中的某段时 间内其加速度数值越来越大,则在这时 间内:( )
A)振子的位移越来越大;
B)振子正在向平衡位置运动;
C)振子的速度方向与加速度方向一致; D)振子的速度越来越大;
为了探讨和掌握论文的写作规律和特点,需要对论文进行分类。由于论文本身的内容和性质不同,研究领域、对象、方法、表现方式不同,因 此,论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。 另外还有一种综合型的分类方法,即把论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类: ; https:/// 论文辅导 jbh35lcf 古典文学常见论文一词,谓交谈辞章或交流思想。当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。 它既是探讨问题进行学术研究的一种手段,又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。
B D O C
三、振动物体的位移(x):
(1)由平衡位置指向振动物体 所在位置的有向线段; 简称振动位移(偏离平 衡位置的位移) (2)注意点:振动位移的起点 始终是平衡位置。
物理学研究问题有一种科学方法: 对研究的对象进行抽象,突出 其主要条件,排除次要因素和无 关因素的干扰。
这种方法称之为理想化方法。 建立的模型叫理想模型。
B→O O→C C→O O→B 向左 向右 向右 向左
↓
↓ ↓ ↑ ↑ ↓
↑ ↑
↓
↓ ↓
向左
↑
↑ ↑
向左
向右 向左 向右 向左
向左 向右
向左 向右
↑
↓ ↓ ↑
向右 向右
↑ ↑ ↓
↓ ↓ ↑
五、简谐运动:
1、定义:物体在跟偏离平衡位置的 位移大小成正比、并且总指向平衡 位置的回复力的作用下的振动。叫 简谐运动
表面看起来,这些运动各不 相同,运动轨迹有直线的、有曲 线的;运动方向有水平的,有竖 直的;物体各部分运动情况有的 相同、有的不同。
回顾:在前面章节的学习中, 我们从简单到复杂研究了哪些 运动,可以从哪些角度描述这 些运动
问题1:从运动学的角度来想一 想它们有共同的特征吗?
归纳总结:都是物体(或物 体的一部分)在某一位置 (或中心位置)附近的往复 运动。 是来回往复的、周期性 的运动。
爷爷,苏小横。蝶宵华敛袂深深施礼。七王爷拍马向前。居然也持礼甚恭:“劳上人仙驾来此,晚生竟未能远迓。”语调到姿态都透着一派真 心。这小子在不犯混的时候,还是顶顶文雅的,不然也枉费太后疼他这么久了。苏小横跪下,行了拜见皇亲的大礼,方启齿道:“贫道冒昧来 此,犯王爷尊驾,实有个不情之请,望王爷容恕。”“上人请起,请讲!”七王爷道。苏小横是侍奉过先帝的臣子,七王爷对他完全按子侄对 待父执的礼仪。苏小横道:“还请将贫道那不争气的孽孙,还于贫道。”七王爷一愣,蝶宵华也一愣。七王爷试探着问:“敢问那位孽孙 是„„”苏小横道:“贫道那大孙子,明远。”七王爷松口气:叫他交出明远,总比叫他交出明柯好些。可他也交不出明远来。“实不相瞒, 晚生来到锦城,就没见过明远兄当面。”七王爷道。苏小横脸上的表情,明显就是:你不当面,你也可以叫人绑了他„„“我要做出那种事,” 七王爷气坏了,“人神共愤!池影小兄弟找不到,我不也没对谁怎么样!更何况——呃„„”猛然意识到这话在父辈、先帝之臣的面前,不太 好公然说出来。七王爷还有点儿廉耻„„“王爷,”苏小横浩叹,坦白道,“孽孙明柯大罪!所谓池影,是个姑娘家假扮。”啊呀?既然是姑 娘假扮的,那七王爷就不感兴趣了。不过,谁家姑娘呀?这胆子也太大了吧?面貌跟明柯也还是相像的,既不是私生子,是哪位私生女„„么? 看看苏小横老脸,七王爷决定不再继续这个话题了,转问:“明远兄是怎么了?”苏小横道:“今早卯时,忽失踪迹。”那正好是七王爷放话 要携蝶宵华启程的时间。苏小横又道:“所以老臣以为„„”以为也被七王爷“携”走了。“本王若做出了此事来,死无葬身之地!”七王爷 赌咒发誓。“那孽孙明远,到了哪里呢?”苏小横哀然,“叹贫道虽然修道,尘根未净。家门不幸,事事牵心,五孙无故逃走,有辱家声,太 守家颇有微词,影响四孙女婚事,大孙却在此时„„”说不下去了。一件递一件,都不是什么有脸的事。要一个老人风雪里抖着白胡子,为子 孙操心,这也太残忍了。七王爷不忍道:“谢老,您先回转去,喝杯热茶,歇一歇。明远兄这样大的人了,行事总有他的计较。您孙女的婚事, 是明年不是?那时本王若在京城,必居中调停,您且宽一宽心。”苏小横唏嘘着,回去了。七王爷看了看蝶宵华,蝶宵华也看了看他。“谢老 先生说„„”七王爷斟酌着开口,“明远兄是今早卯时失的踪?”蝶宵华点头,说出了他心中的下一句话:“而今是巳初。苏大少爷真要来找 我们的话,这些时候,够他找好几次了吧。”“明远兄谋略非凡。”七王爷忧心忡忡道,“你说他是不是悄悄的布置什么阴谋诡计,我们走着 走着,他就鬼打墙,把我