物理人教选修34精品课件第11章第二节

1、第二节简谐运动的描述,课前自主学案,核心要点突破,课堂互动讲练,课标定位,知能优化训练,第二节简谐运动的描述,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,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_ (2)物理意义：振幅是表示_的物理量，它是标量，振幅的两倍表示的是做振动的物体_的大小,最大距离,振动强弱,运动范围,2周期(T)和

2、频率(f) (1)全振动：振子以相同的_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_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_的 (2)周期：做简谐运动的物体，完成_所需要的时间 (3)频率：单位时间内完成全振动的次数,速度,4倍,相等,一次全振动,(4)物理意义：周期和频率都是表示物体振动_的物理量，周期越小，频率越_，表示物体振动得越_，周期与频率的关 系是_ (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_用不同的相位来描述,快慢,大,快,状态,二、简谐运动的表达式 简谐运动的一般表达式为_式中_表示简谐运动的振幅

3、，_是一个与频率成正比的量，也表示简谐运动的快慢，叫做圆频率，_代表简谐运动的相位，表示t0时的相位，叫做_,xAsin(t),A,t,初相位,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，振动系统能量越大

4、(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,(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,即时应用(即时突破，

5、小试牛刀) 1.如图1121所示，弹簧振子在BC间做简谐运动，O点为平衡位置，BOOC5 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() 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,图1121,解析：选D.振子从BOC仅完成了半次全振动，所以周期T21 s2 s，振幅ABO5 cm.振子在一次全振动中通过的路程为4A20 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(t)表示相位，描述做周期

6、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2，意味着物体完成了一次全振动 5式中表示t0时简谐运动质点所处的状态，称为初相位或初相,6相位差：即某一时刻的相位之差两个具有相同的简谐运动，设其初相分别为1和2，其相位差(t2)(t1)21. 特别提醒：相位差的取值范围一般为，当0时两运动步调完全相同，称为同相，当(或)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(tt)时刻振子运动的位移大小相等、方向相同，则t一定等于T的整数倍 B若t时刻和(

7、tt)时刻振子运动的速度大小相等、方向相反，则t一定等于T/2的整数倍 C若tT，则在t时刻和(tt)时刻振子运动的加速度一定相等 D若tT/2，则在t时刻和(tt)时刻弹簧的长度一定相等,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tnT(n1,2,3，)，A错误；B、C两点的速度大小相等、方向相反，但tnT/2(n1,2,3，)，B错误；因为A、D两点的时间间隔tT，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t,T/2，A点与C点位移大小相等、方向相反

8、，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,课堂互动讲练,弹簧振子从距离平衡位置5 cm处由静止释放，4 s 内完成5次全振动 (1)这个弹簧振子的振幅为_cm，振动周期为_s，频率为_Hz. (2)4 s末振子的位移大小为多少？4 s内振子运动的路程为多少？ (3)若其他条件不变，只是使振子改为在距平衡位置2.5 cm处由静止释放，该振子的周期为多少秒？,(3)弹簧振子的周期是由弹簧的劲度系数和振子质量决定的，其固有周期与振幅大小无关，故周期仍为0.8 s. 【答案】见精讲精析 【方法总结】简谐运动的周期和频率与振幅大小无关,【答案】CD,答案：AD,一 弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过O点时开始计时，经过0.3 s，第一次到达M点，再经过0.2 s第二次到达M点，则弹簧振子的周期为() A0.53 sB1.4 s C1.6 s D3 s,【思路点拨】振子通过O点的速度方向有两种可能，一种是从O指向M，另一种是背离M.再利用简谐运动的对称性找出周期与运动时间的关系,图1122,【答案】AC 【方法总结】认真分析题意，画出振子运动的过程示意图，防止漏解,变式训练2质点沿x轴做简谐运动，平衡位置为坐标原点O，