第2章 第2节 振动的描述-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册同步导学案配套PPT课件（鲁科版）

第2节　振动的描述 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义。 2.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问题。 3.知道弹簧振子的位移—时间图像的形状，理解图像的物理意义。 物理观念：振幅、周期、频率、全振动 科学思维：简谐运动的表达式、振动图像 科学探究：用图像描绘运动 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 一 振动特征的描述 1．振幅 (1)定义：振动物体离开平衡位置的______距离，用A表示，单位为米(m)。 (2)振动范围：振动物体运动范围为振幅的______。 (3)物理意义：表示振动______的物理量。 最大 两倍 强弱 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 2．周期和频率 全振动 全振动 秒 赫兹 振动快慢 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 3.固有周期 (1)定义：物体仅在回复力作用下振动时，振动的周期、频率与振幅的大小无关，只由振动系统本身的性质决定，其振动的周期(或频率)，称为固有周期(或固有频率)。 (2)固有周期和固有频率是振动系统本身的属性，与物体是否振动无关。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 [判断正误] 1.振幅就是指振子的最大位移。(　　) 2 .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。 (　　) 3 .振子完成一次全振动的路程等于振幅的四倍。(　　) 4 .从任一个位置出发又回到这个位置所用的最短时间就是一个周期。 (　　) 5 .振幅反映振动的强弱，周期、频率反映振动的快慢。(　　) × × √ × √ 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 二 简谐运动的位移图像 以小球的平衡位置为坐标原点，横坐标表示时间t，纵坐标表示弹簧振子相对于平衡位置的位移x，即为简谐运动的位移—时间图像，也称为__________。 振动图像 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 [判断正误] 1．弹簧振子的运动方向可以和位移方向相反。(　　) 2．简谐运动的图像都是正弦或余弦曲线。(　　) 3．简谐运动的图像是弹簧振子的运动轨迹。(　　) √ √ × 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 Asin ωt 振幅 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 3．相位 (1)定义：(ωt＋φ)代表了做简谐运动的物体此时正处于一个运动周期中的哪个状态，物理学中把(ωt＋φ)称为相位。其中φ表示t＝0时的相位，称为初相。 (2)相位差：两个简谐运动的频率相同，其初相位分别是φ1和φ2，当φ1大于φ2时，相位差是Δφ＝_____________。 φ1－φ2 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 [思考] 简谐运动的表达式一般表示为x＝Asin(ωt＋φ)，那么简谐运动的函数表达式能否用余弦函数表示？ 提示：简谐运动的位移和时间的关系既可以用正弦函数表示，也可以用余弦函数表示，只是对应的初相位不同。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 　描述简谐运动的物理量 　如图所示为弹簧振子，O为它的平衡位置，将振子拉到A点由静止释放，观察振子的振动；然后将振子拉到B点释放，再观察振子的振动。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 (1)两次振动有什么差别？用什么物理量来描述这种差别？ 提示：(1)第二次振动的幅度比第一次振动的幅度大，用振幅来描述振动幅度的大小。 (2)用秒表分别记录完成50次往复运动所用的时间，两种情况下是否相同？每完成一次往复运动所用时间是否相同？这个时间有什么物理意义？ 提示：(2)两种情况下所用的时间是相等的。每完成一次往复运动所用的时间是相同的。这个时间表示振动的快慢。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 1．对全振动的理解 (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所经历的过程，称为一次全振动。 (2)全振动的四个特征 ①物理量特征：位移(x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同时与初始状态相同。 ②时间特征：历时一个周期。 ③路程特征：振幅的4倍。 ④相位特征：增加2π。 返回导航 下页 上页 /物理/ 选择性必修 第一册 2．简谐运动中振幅和几个物理量的关系 (1)振幅与位移：振动中的位移是矢量，振幅是标量。在数值上，振幅与振动物体的最大位移相等，但