2.2 简谐运动的描述 学习任务单-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

学习任务单 课程基本信息 学科 高中物理 年级 学期 课题 人教版 物理选择性必修第一册 第一章 第2节 简谐运动的描述 学生信息 姓名 学校 班级 学号 学习目标 目标一：知道振幅、周期、频率的概念及全振动的定义； 目标二：了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义； 目标三：知道简谐运动位移方程中各物理量的意义； 目标四：能根据振动方程描绘振动图像； 课前学习任务 1. 阅读教材35-40页； 2. 完成练习册上的课前预习部分； 课上学习任务 思考： 有些物体的振动可以近似为简谐运动，做简谐运动的物体在一个位置附近不断地重复同样的运动。如何描述简谐运动的这种独特性呢？ 我们已经知道，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，因此，位移x的一般函数表达式可写成为 。 【学习任务一】振幅 振幅： （1） 定义： ； （2） 物理意义： ； （3） 单位： 。 注意：振幅的两倍表示振动物体运动范围的大小。 【学习任务二】周期和频率 周期和频率： （1）全振动： ； （2）周期： ； （3）频率： ； （4）圆频率： 。 例：(多选)如图，弹簧振子在BC间做简谐运动，O为平衡位置，B、C间距离是10 cm，B→C运动时间是1 s，则(　 　) A、振动周期是1 s，振幅是10 cm B、从B→O→C振子做了一次全振动 C、经过两次全振动，通过的路程是40 cm D、从B开始运动经过3 s，振子通过的路程是30 cm 做一做： 测量小球振动的周期 如图，弹簧上端固定，下端悬挂钢球。把钢球从平衡位置向下拉一段距离A，放手让其运动，A就是振动的振幅。用停表测出完成n个全振动所用的时间t，t/n就是振动的周期。n的值取大一些可以减小测量误差。 把振幅减小为原来的一半，用同样的方法测量振动的周期。 实验结论： 【学习任务三】相位 相位： （1） 相位： ； （2） 初相： ； （3） 相位差：① ； ② 。 例 有两个简谐运动的振动方程分别是： ， 下列说法正确的是(　 　)(多选) A、它们的振幅相同 B、它们的周期相同 C、它们的相差恒定 D、它们的振动步调一致 练习：如图，弹簧振子的平衡位置为O 点，在B、C两点之间做简谐运动。B、C 相距20 cm。小球经过B 点时开始计时，经过0.5 s 首次到达C 点。 （1）画出小球在第一个周期内的x-t 图像。 （2）求5 s 内小球通过的路程及5 s 末小球的位移。 总结提升：今天的课堂学习，你有什么收获？ 1、振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离。常用字母A表示。 2、周期：描述物体振动快慢的物理量。 3、频率：描述物体振动快慢的物理量。 4、相位： 式 中 相位； 初相：φ是t＝0时的相位，称作初相位，或初相。 课堂习题： 练习1：如图所示为某弹簧振子在0到5 s内的振动图像，由图可知，下列说法中不正确的是（　　） A、第3 s 内振子的加速度逐渐增大 B、振动周期为5 s，振幅为8 cm C、从第3 s 末到第4 s