第二章 1 简谐运动及其图像-【导与练】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步全程学习教学课件ppt（新教材，教科版）

第二章　机械振动 1　简谐运动及其图像 [学习目标] 1.认识弹簧振子。理解振幅、周期和频率,了解相位。 2.能用简谐运动的表达式描述简谐运动。 3.理解简谐运动的位移—时间图像,加深领悟用图像描绘运动的方法。 探究·必备知识 物理 知识点一　简谐运动 1.机械振动 (1)定义:物体(或物体的某一部分)在 两侧所做的往复运动。 (2)平衡位置:做往复运动的物体能够 的位置。 某一位置 静止 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 2.弹簧振子 如图所示,弹簧的质量比小球的质量 得多,可以 .不计,若不计空气阻力,这样的系统称为弹簧振子,其中小球称为 。 小 忽略 振子 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 3.简谐运动 (1)定义。 如果质点的位移与时间的关系严格遵从 函数的规律,即它的振动图像是一条 曲线,这样的运动叫作简谐运动。做简谐运动的振子称为 。 (2)特点。 简谐运动是最简单、最基本的 ,任何复杂的振动都可以看作几个或很多个简谐运动的 。 正弦 正弦 谐振子 振动 叠加 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 知识点二　描述简谐运动的物理量 1.振幅 (1)定义:振子离开平衡位置的 。用A表示,国际单位为米(m)。 (2)物理含义:振幅是表示振动 的物理量。 最大距离 强弱 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 2.周期(T)和频率(f) 全振动 所用时间 秒(s) 赫兹(Hz) 振动快慢 3.相位:描述做周期性运动的物体在各个时刻所处状态的物理量。 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 知识点三　简谐运动的表达式 2.表达式中各量的意义 (1)“A”表示简谐运动的 。 振幅 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 (2)“T”表示简谐运动的 ,“f”表示简谐运动的频率。 周期 3.相位差:反映两个具有相同频率的简谐运动的步调的差异。 相位 初相位 初相 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 1.思考判断 (1)弹簧振子的平衡位置都在原长处。(　 　) (2)振子的位移相同时,速度也相同。(　 ) (3)简谐运动的图像都是正弦或余弦曲线。(　 　) (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)振动物体的周期越大,表示振动得越快。(　 　) (6)简谐运动的位移表达式与计时时刻物体所在位置无关。(　 　) × × √ × × × 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 2.思维探究 (1)做简谐运动的物体连续两次通过同一位置的过程,是否就是一次全振动? 答案:不一定。只有连续两次以相同的速度通过同一位置的过程,才是一次全振动。 (2)简谐运动的图像是否为物体运动的轨迹? 答案:不是。 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 (3)如果改变弹簧振子的振幅,其振动的周期是否会改变呢?弹簧振子的周期与什么因素有关呢?我们可以提出哪些猜想?怎样设计一个实验来验证这个猜想? 答案:猜想:影响弹簧振子周期的因素可能有振幅、振子的质量、弹簧的劲度系数等。我们可以设计这样一个实验:将弹簧一端固定,在弹簧的另一端连着有孔小球,使小球在光滑的水平杆上滑动。通过改变振幅、振子的质量和弹簧的劲度系数,测量不同情况下振子的周期,注意在改变一个物理量的时候其他物理量应保持不变。 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 突破·关键能力 物理 要点一　对弹簧振子的理解 如图所示,把一个有孔的小木球装在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在光滑杆上,能够自由振动,这个系统可称为弹簧振子吗?若将小木球改为同体积的钢球呢? 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 答案:小球为木球时,系统不能看成弹簧振子;小球为钢球时,系统可看成弹簧振子。系统能否看成弹簧振子需同时满足两个条件: ①小球运动过程中不受阻力; ②小球质量明显大于弹簧质量。 第一种情况不满足条件②。 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 1.弹簧振子的运动是最典型的机械振动 振动特征:①有一个“中心位置”,即平衡位置;②运动具有往复性。如图所示。 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 实践应用 2.弹簧振子的理想化条件 (1)质量:弹簧的质量比小球(振子)的质量小得多,可以认为质量集中在小球(振子)上。 (2)体积:小球(振子)体积很小,可当成质点处理。 (