2.2简谐运动的描述 （课件）-2020-2021学年高中物理精品备课(2019人教版选择性必修一)

新人教版 选择性必修一 第二章 机械振动 第2节 简谐运动的描述 新教材 新高考 新教材 新高考 问题引入： 有些物体的振动可以近似为简谐运动，做简谐运动的物体在一个位置附近不断地重复同样的运动。如何描述简谐运动的这种独特性呢？ 新教材 新高考 振动，作为运动的又一典型代表，与前面所学的运动模型相比有很大的不同，它又是用什么样的物理量来进行描述的呢？ 思考与讨论 取向右偏离平衡位置的位移为正方向，则可得振动图像为： 新教材 新高考 教师看图分析弹簧振子的运动情况 观察两个弹簧振子的最大位移有何不同？ 新教材 新高考 观察三个振子的快慢有何不同？ 新教材 新高考 课堂互动探究 弹簧振子的运动特点： 1、围绕着“一个中心”位置 2、偏离“平衡位置”有最大位移 3、在两点间“往复”运动 对称性 新教材 新高考 一、描述简谐运动的物理量 1、 质点离开平衡位置的最大距离 振幅 振幅 振幅 O 单位: 在国际单位制中，振幅的单位是米(m)． 物理意义：表示振动物体振动强弱的物理量，振 幅越大，表示振动越强． 注意：振幅是标量,只有大小,没有方向,它等于振子最大位移的大小． 新教材 新高考 振幅是描述振动强弱的物理量，常用字母A表示。 振幅的大小:直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低。 静止位置 振幅 振幅 ：即平衡位置 振子振动范围的大小，就是振幅的两倍2A 新教材 新高考 教师看图分析弹簧振子的运动情况 振幅 位移 路程 定义 振动物体离开平衡位置的最大距离 从平衡位置指向振子所在位置的有向线段 运动轨迹的长度 矢、标性 标量 矢量 标量 变化 在稳定的振动系统中不发生变化 大小和方向随时间做周期性变化 随时间增加 联系 (1)振幅等于位移最大值的数值；(2)振子在一个周期内的路程等于4个振幅；而振子在一个周期内的位移等于零。 新教材 新高考 0→A 0→A→O 0→A→B 0→A→B→0 0→A→B→A 振幅 位移 路程 O A B 右为正 新教材 新高考 0→A 0→A→O 0→A→B 0→A→B→0 0→A→B→A 振幅 Xm Xm Xm Xm Xm 位移 Xm 0 -Xm 0 Xm 路程 Xm 2Xm 3Xm 4Xm 5Xm O A B 右为正 新教材 新高考 振子的运动最显著的特点是什么？ 往复性-重复性-周期性 想一想 新教材 新高考 振幅 振幅 O 2、周期（频率） 振子进行一次完整的振动（全振动）所经历的时间 问题1、O—D—B—D—O是一个周期吗？ 问题2、若从振子经过C向右起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？ 在两点间“往复”运动 新教材 新高考 (1)周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要 的时间，用T表示，单位：s. (2)全振动: 2.周期和频率： 振动物体从某一初始状态开始，再次回到 初始状态（即位移、速度均与初态完全相同）所经历 的过程。 新教材 新高考 (3)频率：单位时间内完成全振动的次数，用f表示， 单位：Hz. 周期T与频率f的关系是T＝ 2.周期和频率： 问题1：O—D—B—D—O是一个周期吗？ 问题2：若从振子经过C向右起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？ 新教材 新高考 例1.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 CE 新教材 新高考 3、相位 位置 用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态．其单位是弧度(或度) 新教材 新高考 用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态．其单位是弧度(或度) 3.相位： 注意：简谐运动的周期和频率由振动系统本身的因素决定，与振幅无关 新教材 新高考 例2.(多选)一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知(　　) A．质点振动的频率是4 Hz B．质点振动的振幅是2 cm C．t＝3 s时，质点的速度最大 D．在t＝3 s时，质点的振幅为零 C f＝0.25Hz 仍为2cm T＝4s 斜率最大速度最大 新教材 新高考 例3.弹簧振子在AB间做简谐运动,O为平衡位置，AB间距离是20