高中物理 第十一章 机械振动 第2节 简谐运动的描述课件 新人教版选修34.ppt

第十一章 第2节 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 随堂检测归纳小结 课下作业综合提升 要点一 要点二 1 知道振幅 周期和频率的概念 知道全振动的含义 2 了解初相和相位差的概念 理解相位的物理意义 3 了解简谐运动位移方程中各量的物理意义 能依据振动方程描绘振动图象 1 描述简谐运动的物理量 1 振幅 定义 振动物体离开平衡位置的 叫做振幅 用a表示 单位为米 m 物理含义 振幅是描述振动的物理量 振幅的大小反映了振动系统的大小 2 全振动 振动物体以相同的相继通过同一位置所经历的过程 最大距离 强弱 能量 速度 3 周期和频率 全振动 秒 振动快慢 振幅 振动 赫兹 振动快慢 性质 4 相位 表示振动物体的物理量 用来描述简谐运动在一次全振动中各个时刻所处的不同状态 关键一点 简谐运动的频率 周期 由振动系统决定 与振幅无关 因此又称为固有频率 周期 不同状态 振幅 2 f 1 关于振幅的各种说法中 正确的是 a 振幅是振子离开平衡位置的最大距离b 位移是矢量 振幅是标量 位移的大小等于振幅c 振幅等于振子运动轨迹的长度d 振幅越大 表示振动越强 周期越长解析 振幅是振子离开平衡位置的最大距离 等于振子运动轨迹长度的一半 a正确 c错误 位移大小随时间变化 而振幅不变 故b错误 振子周期与振幅无关 d错误 答案 a 2 如图11 2 1所示 弹簧振子以o为平衡位置 在bc间振动 则 a 从b o c o b为一次全振动b 从o b o c b为一次全振动c 从c o b o c为一次全振动d ob的大小不一定等于oc 图11 2 1 解析 o为平衡位置 b c为两侧最远点 则从b起始经o c o又回到b路程为振幅的4倍 即a正确 若从o起始经b o c又回到b路程为振幅的5倍 超过一次全振动 即b错误 若从c起始经o b o又回到c路程为振幅的4倍 即c正确 弹簧振子为理想化模型 根据简谐运动的对称性知 d错误 答案 ac 答案 b 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个特征 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2 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 振动系统的能量越大 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 振幅与振动物体的最大位移的大小相等 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 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 3 从简谐运动图象上可以读出以下信息 1 振幅 最大位移的数值 2 振动的周期 一次周期性变化对应的时间 3 任一时刻位移 加速度和速度的方向 4 两位置或两时刻对应位移 加速度和速度的大小关系 一物体简谐运动图象如图11 2 2所示 由x t图象可知振幅a 5cm 周期t 4s 2 5s末位移为负 加速度为正 速度为负 名师点睛 1 简谐运动的振幅大 其振动位移不一定大 但其最大位移一定大 2 四分之一个周期内的路程可以等于一个振幅 可以大于一个振幅 也可以小于一个振幅 图11 2 2 1 弹簧振子以o点为平衡位置在b c两点间做简谐运动 bc相距20cm 某时刻振子处于b点 经过0 5s 振子首次到达c点 求 1 振子的振幅 2 振子的周期和频率 3 振子在5s内通过的路程及位移大小 审题指导 解答本题时应注意以下三个方面 1 振幅与振动范围的区别 2 周期与频率的关系 3 路程与位移的区别 答案 1 10cm 2 1s1hz 3 200cm10cm