第二章 1 简谐运动及其图像-【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（教科版2019）

第二章　机械振动 1 1．简谐运动及其图像 2 1．理解机械振动、弹簧振子、简谐运动。2.掌握振幅、周期、频率、相位的含义，掌握周期与频率之间的关系。3.熟练应用简谐运动的表达式。4.能够根据简谐运动的表达式画出图像，或根据图像写出其表达式。 课前自主学习 4 往复 振动 平衡位置 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 小得多 忽略不计 空气阻力 弹簧振子 振子 时间t 平衡 位移x 平衡 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 正弦函数 正弦 谐振子 简单 叠加 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 最大距离 强弱 全振动 全振动 相同 T 秒 s 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 次数 所用时间 f 赫兹 赫 Hz 快慢 状态 步调 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 Asin(ωt＋φ0) Asin(2πft＋φ0) 初相位 初相 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 1．判一判 (1)竖直放于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动是机械振动。(　　) (2)乒乓球在台面上的不断跳动是机械振动。(　　) (3)弹簧振子的位移是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段。(　　) (4)只要质点的位移随时间按正弦函数的规律变化，这个质点的运动就是简谐运动。(　　) (5)简谐运动的平衡位置是速度为零时的位置。(　　) √ × √ √ × 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 (6)振幅就是振子的最大位移。(　　) (7)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。(　　) (8)两个振动物体相位相同，则其振动步调相反。(　　) (9)简谐运动的表达式x＝Asin(ωt＋φ0)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)弹簧振子是一个理想化模型，以前我们还学过哪些理想化模型？ (2)简谐运动与我们熟悉的匀速直线运动比较，速度有何不同的特点？如何判断一个物体的运动是不是简谐运动？ 提示：质点、点电荷。 提示：简谐运动与匀速直线运动的区别在于其速度大小、方向都在不断变化。只要物体的位移随时间按正弦函数的规律变化，则这个物体的运动就是简谐运动。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 (3)简谐运动的表达式一定是正弦函数吗？ (4)两个简谐运动有相位差Δφ，说明了什么？ 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。 提示：两个简谐运动有相位差，说明其振动步调不相同。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课堂探究评价 15 探究1　机械振动　简谐运动及其图像 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，树梢在微风中摇摆，树梢的摇摆、钟摆的运动有什么共同特点？ 活动2：有上述特点的运动叫作振动。如图乙所示，轻弹簧连接的小球可在竖直方向上振动，小球原来静止的位置叫平衡位置，若不计空气阻力，小球和轻弹簧组成的系统称为弹簧振子。为了研究小球的运动规律，我们应记录小球运动的哪些物理量？ 提示：都在某个位置附近做往复运动。 提示：记录小球运动中各时刻的位置及对应时刻。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 活动3：我们用手机对图乙小球的运动过程进行录像，然后等时间间隔0.02 s截屏，相邻截屏照片依次垂直于小球的运动轨迹向右平移相等距离，利用软件将这些照片拟合在一张照片上，得到图丙。请以小球的平衡位置为位移原点，建立合适的坐标系，用以表示活动2应记录的物理量。 提示：分析可知，可建立坐标系，横轴可表示小球运动的时间t，纵轴可表示小球相对平衡位置的位移x。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 活动4：请在图丙上，建立上述坐标系并作出小球运动的位移—时间图像。该图像可能是哪种函数曲线？ 提示 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 1．机械振动 (1)我们把物体或物体的一部分在某一位置两侧所做的往复运动称为机械振动。这个位置就是物体做机械振动的平衡位置。 (2)弹簧振子的运动是一种典型的机械振动，它是研究一般性振动的基础。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 2．弹簧振子 弹簧振子是由小球和弹簧组成的系统，是一个理想化的模型。弹簧振子的运动关于平衡位置对称。 实际物体看作弹簧振子的条件： (1)不计摩擦阻力和空气阻力； (2)不计弹簧的质量； (3)弹簧的形变在弹性限度内。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 3．对振动位移的理解 (1)概念：从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段。 (2)为了研究方便，以小球的平衡位置为坐标原点，一般不