第2章 第2节 简谐运动的描述-（课件）2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册【南方凤凰台·5A新学案】粤教版

第二章　机械振动 第二节　简谐运动的描述 第1页 第二章　机械振动 5A新学案 物理 · 选择性必修第一册 YJ 必备知识·记忆理解 振幅 频率 圆频率 周期 相位 初相位 初相 超前 D B 关键能力·分析应用 ACD A A AD CD A Thank you for watching 第1页 第二章　机械振动 5A新学案 物理 · 选择性必修第一册 YJ 核心 目标 1.理解简谐运动位移表达式；会用图像描述简谐运动，能从图像中求出振动的振幅、周期、频率和初相． 2.能借助图像分析振子振动时的位移、速度、加速度的大小和方向的变化；能根据图像写出简谐运动的函数表达式. 要点笔记 要点1　简谐运动的函数描述 1. 简谐运动位移—时间图像的表达式x＝____________________或x＝Acoseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)t＋φ))，或x＝Acos(2πft＋φ)．式中x表示振动质点相对于平衡位置的位移；t表示振动的时间． 2. 表达式中的各量 (1) “A”对应简谐运动的_________. (2) “ω”是一个与_________成正比的物理量，叫简谐运动的____________，表示简谐运动物体振动的快慢，ω＝2πf＝eq \f(2π,T). (3) “T”表示简谐运动的_________, “T”和“f”之间的关系为T＝______. Acos(ωt＋φ) eq \f(1,f) (4) “____________”“eq \f(2π,T)t＋φ”或“2πft＋φ”对应简谐运动的_________，是随时间变化的一个变量，相位决定做简谐运动的质点在t时刻处在一个运动周期中的哪个状态． (5) “φ”对应简谐运动的____________，简称_________，表示t＝0时简谐运动质点所处的状态． ωt＋φ 要点2　简谐运动的图像描述 如图是两个振子P、Q做简谐运动的位移—时间图像．由图像应可以看出或写出： 1. 两个简谐运动的振幅A1和A2，以及____________. 2. P、Q做简谐运动的位移—时间函数表达式分别为x1＝A1coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)t))和x2＝A2coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)t＋\f(π,2))). 周期T 3. 它们的振动“步调”不同，振子Q的振动比振子P的振动_________eq \f(1,4)个周期，或者说Q的振动超前P的振动有eq \f(π,2)的相位差，Δφ＝φ2－φ1＝eq \f(π,2). 基础内化 1. 装有砂粒的试管竖直静漂于水面，如图所示．将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动．若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图像可能正确的是( ) 解析：试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始时向上提起的距离，就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移，开始时，试管由正向最大位移处开始运动，D正确． 2. (2022·广州市华南师范大学附属中学)如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为x＝5cos (10πt) cm.下列说法中正确的是( ) A. MN间距离为5 cm B. 振子的运动周期是0.2 s C. t＝0时，振子位于O点 D. t＝0.05 s时，振子具有最大加速度 解析：由函数关系式可知，振幅为5 cm，即OM间的距离是5 cm，MN间的距离是10 cm，故A错误；由函数式可知ω＝10π rad/s，周期T＝eq \f(2π,ω)＝eq \f(2π,10π) s＝0.2 s，B正确；t＝0时，代入表达式可知x＝5 cm，即振子处于N位置，C错误；把t＝0.05 s代入得x＝0，即处于平衡位置，振子的加速度为0，速度最大，D错误． 分类悟法 考向1　弹簧振子的位移—时间图像的理解 1. 作用：弹簧振子的位移—时间图像也叫振动图像或 x－t　图像，反映了不同时刻振子离开平衡位置的位移情况，反映了振动物体相对于平衡位置的位移随时间变化的规律． 2. 注意点：弹簧振子的位移—时间图像不是振子的 运动轨迹　. 3. 考查分析：要特别注意，振动图像不是运动轨迹，要能根据图像，还原运动情况，描述振子的位移、速度、加速度及其变化趋势；根据运动情况，描绘图像． 　(多选)如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像，下列有关该图像的说法中正确的是( ) A. 该图像的坐标原点建在弹簧振子小球的平衡位置 B. 从图像可以看出小球在