第二章 机械振动 2 简谐运动的描述-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案课件PPT（人教版2019）

第二章　机械振动 1 2．简谐运动的描述 2 1．知道振幅、周期、频率和相位的概念及其含义。2.理解周期和频率、圆频率的关系。3.知道简谐运动的表达式及其各量的物理意义。4.能依据简谐运动的表达式描绘图像，或根据简谐运动图像写出表达式。 课前自主学习 4 Asin（ωt＋φ） 最大距离 两 完整 相同的 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 全振动 秒 所用时间 全振动 赫兹 s－1 振动快慢 越快 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 圆频率 ωt＋φ 2πf 无关 状态 初相 相同 φ1－φ2 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 振幅 周期 初相位 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 1．判一判 (1)简谐运动的振幅大，振动的周期一定大。(　　) (2)振幅就是振子的最大位移。(　　) (3)振子从离开某位置到重新回到该位置的过程为一次全振动过程。(　　) (4)两个振动物体相位相同，则其振动步调相反。(　　) (5)简谐运动的表达式x＝Asin(ωt＋φ)中，ωt＋φ的单位是弧度。(　　) (6)简谐运动的表达式x＝Asin(ωt＋φ)中，ω表示振动的快慢，ω越大，振动的周期越小。(　　) × × × × √ √ 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 2．想一想 (1)简谐运动的表达式一定是正弦函数吗？ 提示：不一定，还可以用余弦函数表示，只是对应的初相位不同。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课堂探究评价 11 探究 　 振幅、周期和频率 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 活动1：如图甲是几个简谐运动的x­t图像，结合正弦型函数知识，试写出位移x的一般函数表达式。 提示：做简谐运动的物体的位移x与运动时间t之间满足正弦函数关系，根据正弦型函数知识，位移x的一般函数表达式可写为x＝Asin(ωt＋φ)。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 活动2：根据简谐运动位移x的一般函数表达式，图乙中弹簧振子离开平衡位置的最大距离是多少？对应图乙中的哪段距离？振子的运动范围多大？ 提示：在x＝Asin(ωt＋φ)中，因为|sin(ωt＋φ)|≤1，所以|x|≤A，则弹簧振子离开平衡位置的最大距离是A，对应图乙中的OM段和OM′段。振子的运动范围是|MM′|＝2A。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 活动3：从振子向右通过O点的时刻开始计时，振子第2次向右通过O点之前的运动情况是怎样的？之后的运动又是怎样的？ 活动4：如果从振子向右通过O点开始计时，2 s后它第2次向右通过O点，则100 s后它如何运动？0～100 s内共几次向右通过O点(不计0时刻的那一次)? 提示：振子从O点向右运动到M点，然后向左回到O点，又继续向左运动到M′点，之后向右运动通过O点。之后振子重复上述运动。 提示：向右通过O点。共50次。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 活动5：x的一般表达式中哪个物理量与活动4中振子的振动特点有关？ 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 1．振幅、周期和频率 (1)全振动 ①全振动的定义：振动物体以相同的速度相继通过同一位置，这样一个完整的振动过程，称为一次全振动。 ②全振动的特征 a．物理量特征：完成一次全振动时，位移(x)、速度(v)同时与初始状态相同。 b．时间特征：历时一个周期T。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 c．路程特征：为振幅A的4倍。 (2)周期和频率 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 2．简谐运动的对称性和周期性 (1)对称性 ①瞬时量的对称性：各物理量关于平衡位置对称。以水平弹簧振子为例，振子通过关于平衡位置对称的两点时，位移、速度、加速度的大小均相等。 ②过程量的对称性：振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，如tBC＝tCB；质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，如tBC＝tB′C′，如图所示。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 例1　 如图所示，将弹簧振子从平衡位置拉下一段距 离Δx，释放后振子在A、B间做简谐运动，且AB＝20 cm， 振子首次由A到B的时间为0.1 s，则： (1)振子振动的振幅为________，周期为________， 频率为________； (2)振子由A到O的时间为________； (3)振子在5 s内通过的路程为________，5 s末相对平衡位置的位移大小为________。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 (1)A