2.2 简谐运动的描述（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第一册（粤教版2019）

|YJ物理选择性必修第一册|XINKECHENG XUEAN 第二节 简谐运动的描述 (1)了解相位、初相位、相位差的概念。 物理观念 (2)知道简谐运动的位移一时间图像是一条正弦曲线。 (1)掌握简谐运动的表达式中各量的物理意义，能依据简谐运动表达式解决相关 核心 科学思维 问题。 素养 (2)会从位移一时间图像获取相关信息解决相应问题。 导学 科学探究 探究弹簧振子运动的特点。 〔]学内容1 落实必备知识 预读教材民一兵麦禁情境创设·想想 一、简谐运动的函数描述 :1.某质点做简谐运动，其位移 1.振动曲线：振子振动时 与时间关系的曲线。 随时间变化的关系式为x= 2.简谐运动位移一时间图像的函数表达式： 10sin(至)cm,则下列关于质点 3.表达式中各物理量的意义 运动的说法中正确的是() (1)x表示振动物体偏离 的位移。 A.质点做简谐运动的振幅为 (2)A表示简谐运动的 5cm (3)ω是一个与频率成正比的量，称为简谐运动的角频率，表示 B.质点做简谐运动的周期为4s 简谐运动振动的快慢，ω= =2πf。 C.在t=4s时质点的速度最大 二、简谐运动的图像描述 D.在t=4s时质点的位移最大 1.两个振子P、Q做简谐运动的位移 2.某质点做简谐运动的振动图像 一时间函数表达式分别为无 如图所示，根据图像中的信息， 回答下列问题： Ao)和。=A+)对 3 5/n 应的x-t图线如图所示 (1)由图可以看出两个简谐运动的振 幅A1和A2以及周期T。 (2)可以看出振子Q的振动比振子P的振动 }个周期。 (1)质点的振幅A= cm。 2.相位：位移一时间函数x=Acos(wt十o)中的 (2)质点的周期为：T= 3.初相位：位移一时间函数x=Acos(ωwt十φ)在t=0时的相位 频率为： Hz,角频率为 ,简称初相。 rad/s。 4.相位差：两个简谐运动的 之差。 (3)t=1s时，质点振动方向沿 小微点拨 x轴 方向。 简谐运动的图像描述振子的位移随时间变化的规律，而不是振 (4)该质点的振动函数表达式 子的运动轨迹。 为：x= cm。 44 XINKECHENG XUEAN第二章机械振动 [g阅等可内深2】 强化关键能力 新知学习（一）简谐运动表达式的理解及应用 : A.振幅是矢量，物体A的振幅是6m,物体 [任务驱动] B的振幅是10m (1)如图是弹簧振子做简 B.周期是标量，物体A、B周期相等，为100s 谐运动的x-t图像，它是一条正 C.物体A振动的频率f4等于物体B振动 弦曲线，请根据数学知识用图 中符号写出此图像的函数表达 的频率fB 式，并说明各量的物理意义。 D,物体A的相位始终超前物体B的相位号 (2)有两个简谐运动：=3asin(4xb1+牙)和x [听课记录] π =9asin(8mt+交)，它们的振幅之比是多少？频率各是 多少？ [针对训练 :1.(多选)某质点做简谐运动，其位移与时间的关 系式为=3sin经1+受cm,则 () 工重点释解] A.质点的振幅为3cm l.简谐运动的位移表达式：x=Asin(wt十9)。 B.质点振动的周期为3s 2.w与9。的物理意义 (1):角颜率，表示简谐运动质点振动的快慢。 C质点振动的周期为。 与周期T及频率f的关系：w=2开=2xf。 D.t=0.75s时刻，质点回到平衡位置 :2.如图为甲、乙两个简谐运动的振动图像。请 (2)④：表示t=0时，简谐运动质点所处的状态， 根据图像写出这两个简谐运动的位移随时间 称为初相位或初相。wt十，代表做简谐运 变化的关系式。 动的质点在t时刻处在一个运动周期中的状 x/cn 15 态，称为简谐运动的相位。 3.从运动方程中得到的物理量 0:5 根据运动方程x=Asin(wt十)，结合o= 2π T =2πf,可确定简谐运动的振幅为A、周期为 红频率为初相位为· [典例体验] [典例]（多选）物体A做简谐运动的振动： 位移x4=3c0s(1001+罗)m,物体B做简谐运动 的振动位移xn=5cos(1001+吾)m。比较物体 A、B的运动，下列说法正确的是 了45 YJ物理选择性必修第一册XINKECHENG XUEAN 新知学习（二）简谐运动的图像 (1)在t=0时刻，振子所处的位置为 [重点释解] ,正在向 (选填“左”或“右”)运动。 1.物理意义：表示振动质点在不同时刻偏离平 (2)A、B两点间的距离为 cm。 衡位置的位移随时间的变化规律。 (3)在乙图中，振子在t=1s、t=2s和t= 2.图像形状：正（余）弦曲线。 3s时所处的位置依次是 和 3.图像应用： (1)任意时刻质点位移的大小和方向。如图甲 (4)在t=2s时，振子的速度的方向与t=0 所示，质点在t、t2时刻的位移分别为x