内蒙古乌拉特中旗一中高中物理《第二节简谐运动的描述》导学案 新人教版选修3-2

1 内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修 第二节简谐运动的描述第二节简谐运动的描述 导学案导学案 方法指导方法指导 自主探究 交流讨论 自主归纳自主探究 交流讨论 自主归纳 学习过程学习过程 描述简谐运动的物理量 一 振幅 一 振幅 振幅定义 振幅物理意义 表示 的物理量 振幅越大 振动越 振幅是 量 单位 在国际单位制中 振幅的单位是 米 振幅和位移的区别 振幅是指振动物体离开平衡位置的 而位移是由 指向 振动物体所在位置的有向线段 位移表示的是某一时刻振动质点的位置 对于一个给定的振动 振子的 位移是时刻 但振幅是不变的 位移是矢量 振幅是 等于最大位移的数值 二 周期二 周期 频率频率 1 全振动 振动物体往返一次 以后完全重复原来的运动 的运动叫做一次全振动 注意 对全振动概念的理解 振动物体的位移经过一次往复运动返回到初始值 且运动状态与初始状态一样 这里的主要标志是振动的方向 即改点的速度方向 相同 就完成了一次全振动 例如水平方向运动的弹簧振子的运动 O B O C O 为一次全振动 则从 B 为一次全振动 从 O C 为一次全振动 2 周期 定义 2 3 频率 定义 周期 频率 物理意义 表示 的物理量 周期越小 频率越大 振动越 周期和频率之间的关系 周期单位 频率单位 简谐运动的周期或频率与振幅 三 三 相位及简谐运动表达式相位及简谐运动表达式 1 物理学中 相位是用来描述 2 简谐运动简谐运动函数表达式 公式中的 x 表示 A代表 叫做 也能表示简谐 运动的快慢 它与频率f 周期 T之间的关系为 所以表达式也可写成 或 因此 已知 x 随 t 的表达式可直接求出简谐运动的周期或频率 公式中的 t 表示简谐运动的 t 0 时的相位叫做 简称 初相 例题 1 如图所示 弹簧振子以 O 点为平衡位置 在 A B 间做简谐振动 AO OC 5cm 若振子从 A 到 B 的运动时间是 1s 下列说法正确的是 A 振子从 A 经 O 到 B 完成一次全振动 B 振动周期 1s 振幅 10cm C 经过两次全振动 振子通过的路程是 20cm D 从 A 开始经过 3s 振子通过的路程是 30cm 例题 2 一质点作简谐运动 其位移 x 与时间 t 关系曲线如图 1 所示 由图 可知 A 质点振动的频率是 4Hz B 质点振动的振幅是 2cm C 在 t 3s 时 质点的位移是 0 D 在 t 5s 时 质点的振动方向向下 例题 3 物体 A 做简谐运动的振动位移 XA 3Sin 100t 2 米 物体 B 做 简谐运动的振动位移 XB 5Sin 100t 6 米 比较 A B 的运动 正确的是 3 A 振幅是标量 A 的振幅是 6m B 的振幅是 10m B 周期是标量 A B 周期相等为 100s C A 振动的频 fA率等于 B 振动的频率 fB D A 的相位始终超前 B 的相位 3 例题 4 两个简谐振动分别为 x1 4asin 4 bt 2 1 和 x2 2asin 4 bt 2 3 求它们的振幅之比 各自的频率 以及它们的相位差 例题 5 如图所示是 A B 两个弹簧振子的振动图象 求它们的相位差 达标检测达标检测 选择题 1 关于振幅的各种说法 正确的是 A 振幅是振子离开平衡位置的最大距离 B 振幅大小表示振动能量的大小 C 振幅有时为正 有时为负 D 振幅大 振动物体的最大加速度也一定大 2 振动的周期就是指振动物体 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 3 弹簧振子振动的最大位移是 1cm 则完成一次全振动振子通过的路程是 cm 4 质点做简谐运动的周期为 0 4s 振幅为 0 1m 从质点通过平衡位置开始计时 则 经 5s 质点通过的路程等于 m 位移为 m 5 质点沿直线以 O 为平衡位置做简谐运动 A B 两点分别为正最大位移处与负最大位 4 移处的点 A B 相距 10cm 质点从 A 到 B 的时间为 0 1s 从质点到 O 点时开始计时 经 0 5s 则下述说法正确的是 A 振幅为 5cm B 振幅为 10cm C 通过路程 50cm D 质点位移为 50 cm 6 对简谐运动下述说法中正确的是 A 物体振动的最大位移等于振幅 B 物体离开平衡位置的最大距离叫振幅 C 振幅随时间做周期性变化 D 物体两次通过平衡位置的时间叫周期 7 一个