浅议“相位”概念的教学.doc

浅议“相位”概念的教学 “相位”内容在以前的人教版本中属于选学内容，对这部分内容的教学，往往是点到为止甚至是将其忽略过去在人教新课标3-4的教材中“相位”内容改为必修，在教材中的地位和分量都有所提高而相位的概念对于理解简谐运动又具有非常重要的作用，所以在教学中应给以充分重视由于相位的概念比较抽象，学生理解起来普遍感到困难在教学中，对这一概念的教学我从以下几个方面展开，做到逐步深化，达到较好的效果1.通过单摆的振动步调来说明相位将两个相同的单摆从同一位置由静止同时释放，两个简谐运动在同一方向同时达到位移的最大值，也同时同方向经过平衡位置，两者振动的步调一致我们说它们的相位相同将两个单摆拉向同一侧拉起相同的很小的偏角，但不同时释放，先把第一个放开，再放开第二个，让它们做简谐运动两者振动的步调不再一致了，我们说它们的相位不相同说明两种情况下存在着相位差当将两个小球从左右两侧的振幅位置同时释放时，我们发现两球的振动步调总是相反的即两个摆球反相以上关于相位的概念也仅仅是从振动步调来说明，对相位概念也仅仅有了初步认识，要想对相位有一个比较深入和细致的理解，而在之后的简谐运动的方程教学中有必要对相位差、简谐运动的图像等做进一步的拓展和补充2. 通过描绘简谐运动的x-t图像来理解相位在学习简谐运动方程时，教材中指出：把振动方程中的正弦符号后面的用来表示角度的部分（t0）称做相位，t0时的相位0叫做初相位，简称初相相位与初相位，两者的差值即为t，不难看出t就是相对于初相位0相位的增量简谐运动的x-t图像，反映出位移随相位增量的关系图像的纵轴代表位移，横轴表示相位增量，对图像x-t的认识，可从以下几个步骤展开AOPt图1（1）做出简谐振动的矢量图把做简谐运动的物体等效的过渡为匀速圆周运动在图的平面内画轴OP，由原点坐标O作一个矢量并对这矢量作如下规定：它的长度等于振动的振幅A,方向由原点指向运动物体，这个矢量通常称作矢径在t=0时，矢径与OP轴所成的角等于初相位0，以数值等于圆频率的角速度，在图平面内绕O点作逆时针方向的匀速转动(见图1)（2）把矢径的周期性变化，过渡为角度的周期性变化矢径的位置就可用矢径与OP轴之间的夹角来表示，当矢径绕圆心旋转时，夹角随之变化，而这个夹角，就定义为简谐运动的“相位”（3）把夹角的周期性变化，过渡为矢径在x轴上投影的周期性变化由角度的变化变换为线段的变化由于变换所得的投影（线段）恰好与作简谐运动的位移一致，所得到的图像是一条正弦曲线(见图2)即做简谐运动的物体的位移随t的关系是按正弦规律变化的AAxOPtt图2txtttTtOt0xO图33. 两种简谐运动图像x-t和x-t之间的联系简谐运动的x-t图像，广泛应用于机械振动部分简谐运动的x-t图像，常应用于交流电部分既然两种图像都能用来形象的描述简谐运动规律，那么两种图像之间必然存在着一定联系由公式得tt,当t=T时t2，则振动质点在一个周期内完成一次全振动，相位的增量是2，同样可求出时间t分别为、所对应的相位的增量为、和，由此可得到两种图像具有对应关系（见图3）与初相位0对应的是时间t0，其意义是在观察开始时前t0时振动质点经过平衡位置4两个同频率简谐运动的相位差与时间差的关系设两个简谐运动的频率相同，则据2f，得到它们的圆频率相同，设它们的初相分别为1和2，它们的相位差就是(t2)(t1)21相位差是指对于两个相同频率的简谐运动的相位之差，如果两个简谐运动的方程分别为x1=A1sin(t1) 和x2=A2sin(t2)，若21，他们的相位差就是21，这种情况下两种运动的的振动步调就不一致对于同频率的简谐运动来说，存在着相位差其实也就是存在着振动的时间差，根据公式=t，只要知道角频率，就可以利用相位的变化求出所经历的时间差：由公式=t可得,如果比的相位超前，则时间差，就是说在一个周期内两个振动物体要达到相等位移，在时间上x2比x1超前如果x2已经达到最大值，那么还要经过的时间x1才能达到最大值对于同频率的简谐运动来说，