人教版高一物理选择性必修第一册简谐运动优质课件
合集下载
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?
高中物理人教版(2019)选择性必修 第一册-2.2 简谐运动的描述-课件(15张PPT)
于是有 [������（������ ＋������）＋ ������] －（������������ ＋ ������）＝ 2������
由此解出������ = ������������ 根据周期与频率间的关系，则
������
������ ＝ ������������ ������
新知讲解
二、周期和频率
3.相位差：△ ������ = ������2 − ������1
①若△ ������ = ������2 − ������1＞0，振动2的相位比1超前△ ������； ②若△ ������ = ������2 − ������1＜0，振动2的相位比1落后△ ������。
新知讲解
三、相位
4.同相与反相：
课堂练习
4．有甲、乙两个简谐运动：甲的振幅为2cm，乙的振幅为3cm，它们的 周期都是4s，当t＝0时甲的位移为2cm，乙的相位比甲落后������。请在同
������
一坐标系中画出这两个简谐运动的位移—时间图像。
课堂练习
5．如图为甲、乙两个简谐运动的振动图像。请根据图像写出这两个简谐运动的位移 随时间变化的关系式。
2.初相：φ （������ ＝ 0 时的相位）
������������ = ������������������������������(������������ + ������������ሻ ������������ = ������������������������������(������������ + ������������ሻ
+
������ሻ������和������������
＝������������������������������(������������������������
由此解出������ = ������������ 根据周期与频率间的关系，则
������
������ ＝ ������������ ������
新知讲解
二、周期和频率
3.相位差：△ ������ = ������2 − ������1
①若△ ������ = ������2 − ������1＞0，振动2的相位比1超前△ ������； ②若△ ������ = ������2 − ������1＜0，振动2的相位比1落后△ ������。
新知讲解
三、相位
4.同相与反相：
课堂练习
4．有甲、乙两个简谐运动：甲的振幅为2cm，乙的振幅为3cm，它们的 周期都是4s，当t＝0时甲的位移为2cm，乙的相位比甲落后������。请在同
������
一坐标系中画出这两个简谐运动的位移—时间图像。
课堂练习
5．如图为甲、乙两个简谐运动的振动图像。请根据图像写出这两个简谐运动的位移 随时间变化的关系式。
2.初相：φ （������ ＝ 0 时的相位）
������������ = ������������������������������(������������ + ������������ሻ ������������ = ������������������������������(������������ + ������������ሻ
+
������ሻ������和������������
＝������������������������������(������������������������
物理人教版(2019)选择性必修第一册2.2简谐运动的描述(共33张ppt)
x Asint
月相：不同的月相可以 表示月亮处于不同的状 态，可以反映出月亮处 于不同的位置，月相随 时间的变化规律可以反 映处月亮位置随时间变 化的规律
把简谐运动等效为一个圆周 运动，物体在不同位置所对 应的相位实际上是圆周运动 的“相位角”
月相变 化本质 上也是 角度的 变化
如图所示，并列悬挂两个相同的弹簧振子，分别将小球A、小球B向下 拉至P、Q位置，此时两球离开平衡位置的距离分别为x和1.5x（均在 弹簧弹性限度范围内）。先把小球A由静止释放，当A第一次到达平衡 位置时，由静止释放小球B，则（ ） A．小球A到达最高点时，小球B还没有到达平衡位置 B．在平衡位置时，小球A与小球B的动能相等 C．运动过程中，小球A和小球B的速度不可能相等 D．小球B比小球A总是滞后四分之一个周期
某同学看到一只鸟落在树上树枝上的P处，树枝
在10s内上下振动了6次，鸟飞走后他把50g的砝码
挂在P处，发现树枝上下振动了12次，换成500g
的砝码后，他发现树枝在15s内上下振动了6次，
你估计鸟的质量最接近于（B ）
A.50g B.200g C.500g
D.600g
3.相位
描述周期性运动的物体在各个时刻所处 状态的物理量.
T
x Asin 2 t
T
弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，
BC相距20cm，某时刻振子处于B点，经过0.5s，首次到达
C，则下列说法正正确的是（ C）
A.振幅为20cm B.振子的周期为2s C.振子5s内的路程为200cm D.振子在3s内的位移为120cm
一个质点做简谐振动的图像如图所示，下列判断中正确 的是（ ） A．在t＝4×10－2s时，质点速度达到最大值 B．振幅为2×10－3m，频率为50Hz C．质点在0到1×10－2s的时间内，其速度和加速度方向 相同 D．该简谐振动的方程为x＝0.2cos（50πt）cm
月相：不同的月相可以 表示月亮处于不同的状 态，可以反映出月亮处 于不同的位置，月相随 时间的变化规律可以反 映处月亮位置随时间变 化的规律
把简谐运动等效为一个圆周 运动，物体在不同位置所对 应的相位实际上是圆周运动 的“相位角”
月相变 化本质 上也是 角度的 变化
如图所示，并列悬挂两个相同的弹簧振子，分别将小球A、小球B向下 拉至P、Q位置，此时两球离开平衡位置的距离分别为x和1.5x（均在 弹簧弹性限度范围内）。先把小球A由静止释放，当A第一次到达平衡 位置时，由静止释放小球B，则（ ） A．小球A到达最高点时，小球B还没有到达平衡位置 B．在平衡位置时，小球A与小球B的动能相等 C．运动过程中，小球A和小球B的速度不可能相等 D．小球B比小球A总是滞后四分之一个周期
某同学看到一只鸟落在树上树枝上的P处，树枝
在10s内上下振动了6次，鸟飞走后他把50g的砝码
挂在P处，发现树枝上下振动了12次，换成500g
的砝码后，他发现树枝在15s内上下振动了6次，
你估计鸟的质量最接近于（B ）
A.50g B.200g C.500g
D.600g
3.相位
描述周期性运动的物体在各个时刻所处 状态的物理量.
T
x Asin 2 t
T
弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，
BC相距20cm，某时刻振子处于B点，经过0.5s，首次到达
C，则下列说法正正确的是（ C）
A.振幅为20cm B.振子的周期为2s C.振子5s内的路程为200cm D.振子在3s内的位移为120cm
一个质点做简谐振动的图像如图所示，下列判断中正确 的是（ ） A．在t＝4×10－2s时，质点速度达到最大值 B．振幅为2×10－3m，频率为50Hz C．质点在0到1×10－2s的时间内，其速度和加速度方向 相同 D．该简谐振动的方程为x＝0.2cos（50πt）cm
物理人教版(2019)选择性必修第一册2.1简谐运动(共31张ppt)
x
t /s
横向
纵向
图像的获取方式
方法一：手动描图法
以小球的平衡位置为坐标原 点，规定水平向右为正方向 ，横轴为时间 t，纵轴为位移 x。在坐标系中标出各时刻小 球球心的位移，用曲线将其 连接在一起，得到振动图像 ，如图所示：
图像的获取方式
方法二：频闪照相法
因为摄像底片做匀速运动，底片 运动的距离与时间成正比。因此， 可用底片运动的距离代表时间轴， 振子的频闪照片反映了不同时刻振 子离开平衡位置的位移，也就是位 移随时间变化的规律。
t
0
x
底 片 匀 速 运 动 方 向
方法三：用传感器和计算机描绘图像
结论：
弹簧振子的振动图像是一条 正弦曲线.
五、简谐运动及其图像 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。
2、图象意义:表示一个振子不同时刻所在的位置或者 一个振子位移随时间的变化规律。
这些运动的共同特点
①围绕着“中心”位置
②“往复”运动
“中心”意味着具有“对称性” “往复”意味着具有“周期性”
也称之为平衡位置
ห้องสมุดไป่ตู้
知道一次完整的运动情况可推之 后的运动情况
一、机械振动 1.定义：物体或物体的一部分在某个位置附近的往复运动称为机械振动 ， 简称振动。
2.特征： (1)有一个“中心位置”（振动物体静止时的位置）； (2)运动具有往复性。
O 【分析】
（1）小球在回到O点前，做什么运动？
O
（2）小球在回到O点时，小球做受力情况如何？速度如何？
O
（3）小球在回到O点向左运动后将做什么运动？
t /s
横向
纵向
图像的获取方式
方法一：手动描图法
以小球的平衡位置为坐标原 点，规定水平向右为正方向 ，横轴为时间 t，纵轴为位移 x。在坐标系中标出各时刻小 球球心的位移，用曲线将其 连接在一起，得到振动图像 ，如图所示：
图像的获取方式
方法二：频闪照相法
因为摄像底片做匀速运动，底片 运动的距离与时间成正比。因此， 可用底片运动的距离代表时间轴， 振子的频闪照片反映了不同时刻振 子离开平衡位置的位移，也就是位 移随时间变化的规律。
t
0
x
底 片 匀 速 运 动 方 向
方法三：用传感器和计算机描绘图像
结论：
弹簧振子的振动图像是一条 正弦曲线.
五、简谐运动及其图像 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。
2、图象意义:表示一个振子不同时刻所在的位置或者 一个振子位移随时间的变化规律。
这些运动的共同特点
①围绕着“中心”位置
②“往复”运动
“中心”意味着具有“对称性” “往复”意味着具有“周期性”
也称之为平衡位置
ห้องสมุดไป่ตู้
知道一次完整的运动情况可推之 后的运动情况
一、机械振动 1.定义：物体或物体的一部分在某个位置附近的往复运动称为机械振动 ， 简称振动。
2.特征： (1)有一个“中心位置”（振动物体静止时的位置）； (2)运动具有往复性。
O 【分析】
（1）小球在回到O点前，做什么运动？
O
（2）小球在回到O点时，小球做受力情况如何？速度如何？
O
（3）小球在回到O点向左运动后将做什么运动？
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第二章 机械振动 1 简谐运动
答案 B 解析 O点是平衡位置,所以水位在O点时鱼漂的速度最大,A错误,B正确;水 位到达M点时,鱼漂具有向上的加速度,C错误;鱼漂由上往下运动时,可能加 速也可能减速,D错误。
探究二 对简谐运动图像的理解 【情境探究】 如图所示,在弹簧振子的小球上固定安置一记录用的绘图笔P,在下面放一 条白纸带,绘图笔可在纸带上留下痕迹。
【应用体验】 典例2 (2021新疆实验中学高二期末)如图所示为一质点的简谐运动图像。 由图可知,下列说法正确的是( ) A.质点的运动轨迹为正弦曲线 B.t=0时,质点正通过平衡位置向正方向运动 C.t=0.25 s时,质点的速度方向与位移的正方向相反 D.质点运动过程中,两端点间的距离为0.1 m
答案 B 解析 由题图可知,在0.1~0.15 s这段时间内,物体远离平衡位置运动,则加速 度增大,速度减小,加速度与速度方向相反,故选项B正确。
4.一个弹簧振子经过平衡位置O,在A、B间做简谐运动,如图甲所示;它的运 动图像如图乙所示。设向右为正方向,则:
(1)O、B两点间的距离是
cm;
(2)0.2 s末物体的速度方向是
【应用体验】 典例1 (多选)弹簧上端固定在O点,下端连接一小球,组成一个振动系统,如图所示。 用手向下拉一小段距离后释放小球,小球便上下振动起来,关于小球的平衡 位置,下列说法正确的是( ) A.在小球运动的最低点 B.在弹簧处于原长时的位置 C.在小球速度最大时的位置 D.在小球原来静止时的位置
针对训练2 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是( ) A.t=1 s时,物体的速度为零,加速度为负的最大值 B.t=2 s时,物体的速度为负,加速度为正的最大值 C.t=3 s时,物体的速度为负的最大值,加速度为零 D.t=4 s时,物体的速度为正,加速度为负的最大值
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)
2.2 简谐运动的描述
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。
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。
物理人教版(2019)选择性必修第一册2.1简谐运动(共18张ppt)
简谐运动
三、弹簧振子的位移-时间图像
简谐运动
对图像的理解： 1、图像是正弦或余弦函数图像。
2、横坐标表示时间t，纵坐标表示 振子的位移x，图像表示位移随时间变化的关系。
3、在t轴上方，表示位移为正，在t轴的下方，表示位移为负。
小结：简谐运动——弹簧振子的振动
F 理想化模型
A
O xB
x
1. 理想化条件: ①弹簧为轻弹簧，不考虑质量
2.1 简 谐 运 动
简谐运动
我们学过的运动形式有哪些?
直线运动
匀速直线运动 匀变速直线运动
变速直线运动 变加速直线运动
曲线运动
抛体运动 斜抛运动
匀速圆周运动 圆周运动
变速圆周运动
简谐运动
请观察下面这些运动
荡秋千
摆钟
水平振动的弹簧
简谐运动
思考：这些运动的共同特点是什么？
荡秋千
摆钟
水平振动的弹簧
简谐运动
（2）回复力
①定义：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。
②大小： F =－ kx
注意：回复力是效果力
简谐运动
简谐运动 物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡
简谐运动
2、弹簧振子的运动
（1）位移
①振动物体的位移x都是相对于平衡 位置的位移
②、以平衡位置为坐标原点O，沿振 动方向建立坐标轴，规定在O点右边 时位移为正，在左边时位移为负。
简谐运动
思考：弹簧振子的受力情况如何？
①、弹簧振子的运动状态在不断的发生变化，是什么 力改变了他的运动状态？
物理人教版(2019)选择性必修第一册2.2简谐运动的描述(共41张ppt)
试一试
如图所示，为一个竖直方向振动的弹簧 振子，O为静止时的位置，当把振子拉到 下方的B位置后，从静止释放，振子将在 AB之间做简谐运动，给你一个秒表，怎 样测出振子的振动周期T？
为了减小测量误差，采用累积 法测振子的振动周期T，即用秒表 测出发生ｎ次全振动所用的总时 间t，可得周期为
T=t/n
例1.振动的周期就是指振动物体（ CE ）
B
O
右为正 A
振幅
0→A
0→A→O 0→A→B 0→A→B 0→A→B→
→0
A
位移
路程
B
O
右为正 A
0→A
0→A→ O
0→A→ B
0→A→ B→0
0→A→B →A
振幅 Xm 位移 Xm 路程 Xm
Xm
Xm
Xm
Xm
0
-Xm
0
Xm
2Xm
3Xm
4Xm
5Xm
想一想
振子的运动最显著的特点是什么？
观察三个振子的快慢有何不同？
2．对称性： 如图所示，物体在A和B之间运动，O点为平衡位置，C和D两点关于O点对称，则
(2)速度的对称 ①物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等，方向相反． ②物体经过关于O点对称的两点(如C与D)的速度大小相等，方向可能相同，也可 能相反．
四、振幅与路程的关系
1、振动物体在一个周期内的路程：
A、 从任一位置出发又回到这个位置所用的时间 B 、从一个最大偏移位置运动到另一个最大偏移位置所用的时间 C 、从某一位置出发又以同一运动方向回到这个位置所用的时间 D 、经历了两个振幅的时间 E 、经历了四个振幅的时间
例2、弹簧振子在AB间做简谐运动,O为平衡位置，AB间距
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1讲 描述运动的基本概念
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
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
物理人教版(2019)选择性必修第一册2.1简谐运动(共23张ppt)
如何弹簧振子中小球的位移与时间的关系是
否遵循正弦函数的规律？
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：
√
）
课堂习题
1．关于简谐运动，下列说法中正确的是（ 简谐运动就是指弹簧振子的运动
C.简谐运动是匀变速运动
D.简谐运动是机械运动中最简单、最基本的一种
课堂习题
2．（多选）下列运动中属于机械振动的是（ ABE ）
A．小鸟飞走后树枝的运动
B．爆炸声引起窗子上玻璃的运动
新知讲解
一、机械振动
平衡位置：物体原
来静止时的位置。
1.定义：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.特点：
（1）平衡位置——“对称性”，合力为零。
（2）往复运动——“周期性”。
如图，把一个有小孔的小球链接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，
小球套在光滑的杆上，能够自由滑动。弹簧的质量与小球相比可以忽略。
（2）速度的对称性：
①物体连续两次经过同一点（如D点）的速度大小相等、方向相反。
②物体经过关于O点对称的两点（如C点与D点）时的速度大小相等、
方向可能相同、也可能相反。
（3）位移和加速度的对称性：
A
C
O
D
B
①物体连续两次经过同一点（如D点）时，位移和加速度均相同。
②物体经过关于O点对称的两点（如C点与D点）时，位移与加速度均大
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第2章 机械振动 2.简谐运动的描述
子,第一次用力把弹簧压缩x后释放让它振动,第二次把弹簧压缩2x后释放
让它振动,则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为(
A.1∶1
1∶1
B.1∶1
1∶2
C.1∶4
1∶4
D.1∶2
1∶2
B)
解析 弹簧的压缩量即为振子振动过程中偏离平衡位置的最大距离,即振幅,
故振幅之比为1∶2。而对同一振动系统,其周期由振动系统自身的性质决
(科学探究)
基础落实·必备知识全过关
一、描述简谐运动的物理量
1.振幅
振动物体离开平衡位置的 最大
的范围是振幅的 两倍 。
距离叫作振动的振幅。振动物体运动
2.周期(T)和频率(f)
比较项
周期
频率
定义
做简谐运动的物体完成一次
全振动 所需要的时间
物体完成 全振动 的次数
与所用 时间
之比
单位
秒(s)
赫兹(Hz)
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错误;从A→B振子也只是半个
1
全振动,半个全振动的时间是2 s,所以振动周期是4 s,B错误;t=6 s=1 T,所
2
以振子经过的路程为4A+2A=6A=60 cm,C正确;从O开始经过3 s,振子处在
最大位移A或B处,D错误。
探究点二
相位、简谐运动的表达式
导学探究
弹簧振子做简谐运动的x-t图像如图所示,它是一条正弦曲线。
(1)请根据数学知识用图中符号写出此图像的函数表达式,
并说明各量的物理意义。
(2)做简谐运动的质点在任意时刻t的位移如何确定呢?
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第2章 机械振动 2 简谐运动的描述 (3)
程中通过的路程为4A=20 cm,所以两次全振动中通过路程为
40 cm,选项C错误;3 s的时间为1.5T,所以小球通过的路程为
30 cm,选项D正确。
学以致用
1.关于简谐运动的周期、频率、振幅,下列说法正确的是
(
A.振幅是矢量,方向从平衡位置指向最大位移处
B.周期和频率的乘积是一个常数
C.振幅增加,周期也必然增加,而频率减小
(1)要结合题意画出物体做简谐运动的路径草图。
(2)判断物体所有可能的运动情况,并且进行分类讨论。
(3)利用简谐运动的对称性和周期性分析、求解相关物理量,
必要时可画出振动图像协助分析。
4
答案:两种情况:①T=4 s,A=6 cm;②T= 3 s,A=2 cm
解析:物体通过C点和B点时的速度大小相等,C、B两点一定
典例剖析
【例2】 一半径为10 cm的小球漂浮在水面上时恰好有一半
体积浸在水中,如图所示。现将小球向下按压5 cm后放手,忽
略空气阻力与水的阻力,小球在竖直方向上的运动可视为简
谐运动,测得其振动周期为0.4 s,以竖直向上为正方向,从某时
刻开始计时,其振动图像如图乙所示,其中A为振幅。
(1)写出小球位移的函数表达式。
度通过B点时,即图中从1运动到2时,时间为1 s,从2运动到3,又
经过1 s,同样C、B两点关于O点对称,从图中可以看出从1运
4
动到3共经历了1.5T,即1.5T=2 s,T= 3 s,1.5×4A=12 cm,A=2 cm。
随 堂 训 练
1.一次全振动的过程,就是振动的物体(
)
A.从任意位置出发又回到这个位置
(2)初相位:φ是t=0时的相位,称作初相位或初相。
40 cm,选项C错误;3 s的时间为1.5T,所以小球通过的路程为
30 cm,选项D正确。
学以致用
1.关于简谐运动的周期、频率、振幅,下列说法正确的是
(
A.振幅是矢量,方向从平衡位置指向最大位移处
B.周期和频率的乘积是一个常数
C.振幅增加,周期也必然增加,而频率减小
(1)要结合题意画出物体做简谐运动的路径草图。
(2)判断物体所有可能的运动情况,并且进行分类讨论。
(3)利用简谐运动的对称性和周期性分析、求解相关物理量,
必要时可画出振动图像协助分析。
4
答案:两种情况:①T=4 s,A=6 cm;②T= 3 s,A=2 cm
解析:物体通过C点和B点时的速度大小相等,C、B两点一定
典例剖析
【例2】 一半径为10 cm的小球漂浮在水面上时恰好有一半
体积浸在水中,如图所示。现将小球向下按压5 cm后放手,忽
略空气阻力与水的阻力,小球在竖直方向上的运动可视为简
谐运动,测得其振动周期为0.4 s,以竖直向上为正方向,从某时
刻开始计时,其振动图像如图乙所示,其中A为振幅。
(1)写出小球位移的函数表达式。
度通过B点时,即图中从1运动到2时,时间为1 s,从2运动到3,又
经过1 s,同样C、B两点关于O点对称,从图中可以看出从1运
4
动到3共经历了1.5T,即1.5T=2 s,T= 3 s,1.5×4A=12 cm,A=2 cm。
随 堂 训 练
1.一次全振动的过程,就是振动的物体(
)
A.从任意位置出发又回到这个位置
(2)初相位:φ是t=0时的相位,称作初相位或初相。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT) 人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
1.历史上无数英雄随着时光流逝而一 去不返 ，可是 他们却 给后人 留下了 耐人寻 味的故 事，让 后人代 代咀嚼 和品味 ，一个 个故事 凝成了 厚重隽 永的华 夏文化 ，哺育 着后人 。 2. 项羽不 屑小计 谋是真 诚的， 他梦想 用他所 崇尚的 武力去 解决一 切问题 ，最终 ，项羽 用性格 的笔为 世人书 写下了 只属于 他的人 生篇章 ，算是 一种对 自己的 薄奠。 3.爱心公益提高自己的道德品位。一 个人是 否受人 拥戴， 不在于 地位的 高低， 金钱的 多寡， 而在于 是否有 一颗仁 爱之心 。
A、树枝在风的作用下的运动 B、竖直向上跑出的物体的运动
AC D
C、说话时声带的振动
D、爆炸声引起的窗扇的运动
三、弹簧振子——理想化模型
O
1、概念： 小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时 也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。
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。
• 图像绘制பைடு நூலகம்法
（1）、频闪照相
O
（2）、描图记录法
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
三、弹簧振子——理想化模型 人教版（2019）高一物理选择性必修第一册 2.1 简谐运动课件(共14张PPT)
体验：一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与纸运动 方向相垂直方向用笔往复画线段，观察得到的图象。
➢ 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。
一、机械振动
1、定义：物体在平衡位置附近的往复运动。
2、特点： （1）平衡位置——“对称性”。
振动停止时物体所在的位置 （2）往复运动——“周期性”
这些运动的共同特点是什么？ （1）、围绕着“中心”位置 （2）、“往复”运动
简单应用：下列运动中属于机械振动的是（ ）
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT) 人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT) 人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
2.1 简谐运动
在此输入您的封面副标题
思考1：我们以前学过哪些运动形式？
•加速度大小方向都不变的匀变速直线运动。（自由落体运动） •加速度大小方向都不变的匀变速曲线运动。（平抛运动） •加速度大小不变方向改变的变加速曲线运动。（匀速圆周运动）
思考2：如果加速度大小和方向都改变，那么物体会做什么运动呢？
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT) 人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
运动E．人说话时声带的振动
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
知识点一| 弹簧振子
2．如图所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定组成一个 振动系统，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，下
思考：振子的运动是怎样一种运动呢？
三、弹簧振子的位移——时间图像 人教版（2019）高一物理选择性必修第一册 2.1 简谐运动课件(共14张PPT)
• 研究弹簧振子的运动
振子的位移x都是相对于平衡位置的 位移，以平衡位置为坐标原点O，沿 振动方向建立坐标轴。规定在O点右 边时位移为正，在左边时位移为负。
知识点一| 弹簧振子
1．弹簧振子是一种理想化的模型．
( √ )2．弹簧振子的
平衡位置都在原长处． ( )3．振动的物体×可以做直线运动，也可
以做曲线运动．( )
√
1.下列运动中属于机械振动的是( ABE )A．小
鸟飞走后树枝的运动B．爆炸声引起窗子上玻璃的
运动C．匀速圆周运动D．竖直向上抛出的物体的
列说法正确的是( CDE )
A．钢球运动的最高处为平衡位置 B．钢球运动的最低处为平衡位置 C．钢球速度最大处为平衡位置 D．钢球原来静止时的位置为平衡位置 E．钢球在平衡位置时所受合力为零
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT) 人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
心电图
四、简谐运动及其图像 人教版（2019）高一物理选择性必修第一册 2.1 简谐运动课件(共14张PPT)
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。简谐 运动是最简单、最基本的运动。
2．特点：简谐运动是最简单、最基 本的振动，其振动过程关于平衡位 置对称，是一种往复运动．弹簧振 子的运动就是简谐运动．
4.互联网可以让全世界同处一个地球 村，拉 近人与 人之间 的距离 ，使天 涯咫尺 变成现 实,也可 以为高 智能犯 罪提供 更加隐 蔽的场 所，甚 至将人 送上不 归路,可 谓瑕瑜 互见， 利弊共 存。
5.如何正确利用好互联网,让它更加方 便 我们的生活,提高我们的生活质量 和幸福指数,这是人们必须冷静思考、慎 重对待 的问题 。
这种记录振动的方法在实际中有很多应用。医 院里的心电图及地震仪中绘制的地震曲线等， 都是用类似的方法记录振动情况的。
拓展
旋转矢量
绘制地震曲线
人教版（2019）高一物理选择性必修 第一册 2.1 简谐运动 课件(共14张PPT)
因此，以O为圆点，旋转矢
量A，则矢量A的末端，在ox
投影点的运动是简谐运动。