高二物理简谐运动的描述PPT教学课件 (2)

(即时突破，小试牛刀) 1.如图11－2－1所示，弹簧振子在BC间做简谐运 动，O点为平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子从 B到C的运动时间是1 s，则下列说法正确的是 ()
图11－2－1
A．振子从B经O到C完成一次全振动 B．振动周期是1 s，振幅是10 cm C．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cm D．从B开始经过3 s，振子通过的路程是30 cm
第二节 简谐运动的描述
源自文库
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
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．
(3)振幅与路程的关系 振动中的路程是标量，是随时间不断增大的．其 中常用的定量关系是：一个周期内的路程为4倍的 振幅，半个周期内的路程为2倍的振幅． (4)振幅与周期的关系 在简谐运动中，一个确定的振动系统的周期(或频 率)是固定的，与振幅无关．
特别提醒：(1)振幅大，振动物体的位移不一定大， 但其最大位移一定大． (2)求路程时，首先应明确振动过程经过了几个整 数周期，再具体分析最后不到一周期时间内的路 程，两部分相加即为总路程．
解析：选D.振子从B→O→C仅完成了半次全振动， 所以周期T＝2×1 s＝2 s，振幅A＝BO＝5 cm. 振子在一次全振动中通过的路程为4A＝20 cm， 所以两次全振动中通过的路程为40 cm,3 s的时间 为1.5T，所以振子通过的路程为30 cm.
4．式中(ωt＋φ)表示相位，描述做周期性运动的 物体在各个不同时刻所处的不同状态，是描述不同 振动的振动步调的物理量．它是一个随时间变化的 量，相当于一个角度，相位每增加2π，意味着物 体完成了一次全振动． 5．式中φ表示t＝0时简谐运动质点所处的状态， 称为初相位或初相．
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.
2．简谐运动中振幅和几个常见量的关系 (1)振幅和振动系统的能量关系 对一个确定的振动系统来说，系统能量仅由振幅决 定，振幅越大，振动系统能量越大． (2)振幅与位移的关系 振动中的位移是矢量，振幅是标量，在数值上，振 幅与某一时刻位移的大小可能相等，但在同一简谐 运动中振幅是确定的，而位移随时间做周期性的变 化．
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 _____________．
＝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．
课前自主学案
一、描述简谐运动的物理量 1．振幅(A) (1)定义：振动物体离开平衡位置的__最__大__距__离___． (2)物理意义：振幅是表示___振__动__强__弱_____的物理 量，它是标量，振幅的两倍表示的是做振动的物体 __运__动__范__围_____的大小．
2．周期(T)和频率(f) (1)全振动：振子以相同的__速__度____相继通过同一 位置所经历的过程． 振动质点在一个全振动过程中通过的路程等于 ___4_倍____的振幅． 不管以哪里作为开始研究的起点，弹簧振子完成 一次全振动的时间总是___相__等______的． (2)周期：做简谐运动的物体，完成 一次全振动 ____________所需要的时间． (3)频率：单位时间内完成全振动的次数．
解析：选C.此题若用图象法来解决将更直观、方 便．设弹簧振子的振动图象如图所示．B、C两点 的位移大小相等、方向相同，但B、C两点的时间 间隔Δt≠nT(n＝1,2,3，…)，A错误；B、C两点的 速度大小相等、方向相反，但Δt≠nT/2(n＝ 1,2,3，…)，B错误；因为A、D两点的时间间隔Δt ＝T，A、D两点的位移大小和方向均相等，所以A、 D两点的加速度一定相等，C正确；A、C两点的时 间间隔Δt
6．相位差：即某一时刻的相位之差．两个具有相 同ω的简谐运动，设其初相分别为φ1和φ2，其相位 差Δφ＝(ωt＋φ2)－(ωt＋φ1)＝φ2－φ1. 特别提醒：相位差的取值范围一般为－π≤Δφ≤π， 当Δφ＝0时两运动步调完全相同，称为同相，当 Δφ＝π(或－π)时，两运动步调相反，称为反相．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 3．一弹簧振子做简谐运动，周期为T，则( ) 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 B．若t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的速度大小相等、 方向相反，则Δt一定等于T/2的整数倍 C．若Δt＝T，则在t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的 加速度一定相等 D．若Δt＝T/2，则在t时刻和(t＋Δt)时刻弹簧的长 度一定相等