第二節(jié)簡諧運動的描述

1、高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件第二節(jié)簡諧運動的描述第二節(jié)簡諧運動的描述高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課前自主學案課前自主學案核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練課標定位課標定位知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練第二節(jié)簡諧運動的描述第二節(jié)簡諧運動的描述高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課標定位學習目標：1.知道什么是振幅、周期、頻率和相位2理解并掌握周期和頻率的關系以及簡諧運動的表達式3理解相位的物理意義重點難點：1.理解振幅、周期、頻率和相位的物理意義，振幅和位移的區(qū)別2會根據(jù)簡諧運動的表達式指出振幅、頻率及相位，理解相位的物理意義高中物理選修高中物理選

2、修3-43-4課件課件課前自主學案課前自主學案一、描述簡諧運動的物理量一、描述簡諧運動的物理量1振幅振幅(A)(1)定義：振動物體離開平衡位置的定義：振動物體離開平衡位置的_(2)物理意義：振幅是表示物理意義：振幅是表示_的物理的物理量，它是標量，振幅的兩倍表示的是做振動的物體量，它是標量，振幅的兩倍表示的是做振動的物體_的大小的大小最大距離最大距離振動強弱振動強弱運動范圍運動范圍高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件2周期(T)和頻率(f)(1)全振動：振子以相同的_相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程振動質(zhì)點在一個全振動過程中通過的路程等于_的振幅不管以哪里作為開始研究的起點，彈簧振子完成一

3、次全振動的時間總是_的(2)周期：做簡諧運動的物體，完成_所需要的時間(3)頻率：單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)速度速度4倍倍相等相等一次全振動一次全振動高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件(4)物理意義：周期和頻率都是表示物體振動物理意義：周期和頻率都是表示物體振動_的物理量，周期越小，頻率越的物理量，周期越小，頻率越_，表示物體振動得越表示物體振動得越_，周期與頻率的關，周期與頻率的關系是系是_ (用公式表示用公式表示)3相位：在物理學中，周期性運動在各個時刻所相位：在物理學中，周期性運動在各個時刻所處的處的_用不同的相位來描述用不同的相位來描述快慢快慢大大快快狀態(tài)狀態(tài)高中物理選修高中

4、物理選修3-43-4課件課件二、簡諧運動的表達式簡諧運動的一般表達式為_式中_表示簡諧運動的振幅，_是一個與頻率成正比的量，也表示簡諧運動的快慢，叫做圓頻率，_代表簡諧運動的相位，表示t0時的相位，叫做_xAsin(t)At初相位初相位高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件核心要點突破核心要點突破一、對振動特征量關系的理解一、對振動特征量關系的理解1對全振動的理解對全振動的理解正確理解全振動的概念，應注意把握振動的五種正確理解全振動的概念，應注意把握振動的五種特征特征(1)振動特征：一個完整的振動過程振動特征：一個完整的振動過程(2)物理量特征：位移物理量特征：位移(x)、加速度、加速度

5、(a)、速度、速度(v)三三者第一次同時與初始狀態(tài)相同者第一次同時與初始狀態(tài)相同(3)時間特征：歷時一個周期時間特征：歷時一個周期(4)路程特征：振幅的路程特征：振幅的4倍倍(5)相位特征：增加相位特征：增加2.高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件2簡諧運動中振幅和幾個常見量的關系(1)振幅和振動系統(tǒng)的能量關系對一個確定的振動系統(tǒng)來說，系統(tǒng)能量僅由振幅決定，振幅越大，振動系統(tǒng)能量越大(2)振幅與位移的關系振動中的位移是矢量，振幅是標量，在數(shù)值上，振幅與某一時刻位移的大小可能相等，但在同一簡諧運動中振幅是確定的，而位移隨時間做周期性的變化高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件(3)

6、振幅與路程的關系振動中的路程是標量，是隨時間不斷增大的其中常用的定量關系是：一個周期內(nèi)的路程為4倍的振幅，半個周期內(nèi)的路程為2倍的振幅(4)振幅與周期的關系在簡諧運動中，一個確定的振動系統(tǒng)的周期(或頻率)是固定的，與振幅無關高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件特別提醒：(1)振幅大，振動物體的位移不一定大，但其最大位移一定大(2)求路程時，首先應明確振動過程經(jīng)過了幾個整數(shù)周期，再具體分析最后不到一周期時間內(nèi)的路程，兩部分相加即為總路程高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件即時應用(即時突破，小試牛刀)1.如圖1121所示，彈簧振子在BC間做簡諧運動，O點為平衡位置，BOOC5 c

7、m，若振子從B到C的運動時間是1 s，則下列說法正確的是()A振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動B振動周期是1 s，振幅是10 cmC經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程是20 cmD從B開始經(jīng)過3 s，振子通過的路程是30 cm圖圖1121高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件解析：選D.振子從BOC僅完成了半次全振動，所以周期T21 s2 s，振幅ABO5 cm.振子在一次全振動中通過的路程為4A20 cm，所以兩次全振動中通過的路程為40 cm,3 s的時間為1.5T，所以振子通過的路程為30 cm.高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件4式

8、中(t)表示相位，描述做周期性運動的物體在各個不同時刻所處的不同狀態(tài)，是描述不同振動的振動步調(diào)的物理量它是一個隨時間變化的量，相當于一個角度，相位每增加2，意味著物體完成了一次全振動5式中表示t0時簡諧運動質(zhì)點所處的狀態(tài)，稱為初相位或初相高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件6相位差：即某一時刻的相位之差兩個具有相同的簡諧運動，設其初相分別為1和2，其相位差(t2)(t1)21.特別提醒：相位差的取值范圍一般為，當0時兩運動步調(diào)完全相同，稱為同相，當(或)時，兩運動步調(diào)相反，稱為反相高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物

9、理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件即時應用(即時突破，小試牛刀)3一彈簧振子做簡諧運動，周期為T，則()A若t時刻和(tt)時刻振子運動的位移大小相等、方向相同，則t一定等于T的整數(shù)倍B若t時刻和(tt)時刻振子運動的速度大小相等、方向相反，則t一定等于T/2的整數(shù)倍C若tT，則在t時刻和(tt)時刻振子運動的加速度一定相等D若tT/2，則在t時刻和(tt)時刻彈簧的長度一定相等高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件解析：選C.此題若用圖象法來解決將更直觀、方便設彈簧振子的振動圖象如圖所示B、C兩點的位移大小

10、相等、方向相同，但B、C兩點的時間間隔tnT(n1,2,3，)，A錯誤；B、C兩點的速度大小相等、方向相反，但tnT/2(n1,2,3，)，B錯誤；因為A、D兩點的時間間隔tT，A、D兩點的位移大小和方向均相等，所以A、D兩點的加速度一定相等，C正確；A、C兩點的時間間隔t高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件T/2，A點與C點位移大小相等、方向相反，在A點彈簧是伸長的，在C點彈簧是壓縮的，所以在A、C兩點彈簧的形變量大小相同，而彈簧的長度不相等，D錯誤高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課堂互動講練課堂互動講練描述簡諧運動的物理量的求解描述簡諧運動的物理量的求解 彈簧振子從距離

11、平衡位置彈簧振子從距離平衡位置5 cm處由靜止釋處由靜止釋放，放，4 s 內(nèi)完成內(nèi)完成5次全振動次全振動(1)這個彈簧振子的振幅為這個彈簧振子的振幅為_cm，振動周，振動周期為期為_s，頻率為，頻率為_Hz.(2)4 s末振子的位移大小為多少？末振子的位移大小為多少？4 s內(nèi)振子運動的內(nèi)振子運動的路程為多少？路程為多少？(3)若其他條件不變，只是使振子改為在距平衡位若其他條件不變，只是使振子改為在距平衡位置置2.5 cm處由靜止釋放，該振子的周期為多少秒？處由靜止釋放，該振子的周期為多少秒？高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件(3)彈簧振子的

12、周期是由彈簧的勁度系數(shù)和振子質(zhì)量決定的，其固有周期與振幅大小無關，故周期仍為0.8 s.【答案】見精講精析【方法總結】簡諧運動的周期和頻率與振幅大小無關高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件簡諧運動方程簡諧運動方程高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件【答案答案】CD高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件答案：答案：AD高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件一 彈簧振子做簡諧運動，O為平衡位置，當它經(jīng)過O點時開始計時，經(jīng)過0.3 s，第一次到達M點，再經(jīng)過0.2 s第二次到達M點，則彈簧振子的周期為()A0.53 sB1.4 sC1.6 s D3 s簡諧運動的周期性和對稱性的應用簡諧運動的周期性和對稱性的應用高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件【思路點撥】振子通過O點的速度方向有兩種可能，一種是從O指向M，另一種是背離M.再利用簡諧運動的對稱性找出周期與運動時間的關系高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件圖1122高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件【答