2.2 简谐运动的描述-【物理优课PPT】高中物理选择性必修第一册同步PPT课件（人教版2019）

授课老师：物理优课PPT 人教版（2019） 高中物理 选择性必修第一册 第二章：机械振动 学习素养 会用数学表达式来描述简谐运动，理解简谐运动的振幅、周期和频率的概念，了解相位和相位差的概念。 1.物理观念 1.经历振子振动周期与振幅关系的探究过程，让学生体会累计放大的思想，能分析数据、发现特点、形成结论，培养学生的科学思维和科学探究能力。 2.学会从相位的角度分析和比较两个简谐运动。 2.科学思维 科学探究 通过对两个简谐运动的超前和滞后的比较，学会用相对的方法来分析问题。 3.科学态度与责任 学习目标 1. 理解振幅、周期和频率的概念，能用这些概念描述、解释简谐运动 2.经历测量小球振动周期的实验过程，能分析数据、发现特点、形成结论。 3.了解相位、初相位。 4.会用数学表达式描述简谐运动。 CONTENTS 目 录 第一部分 课堂引入 第二部分 振 幅 第三部分 周期和频率 第四部分 相 位 第五部分 课堂小结 第六部分 课后练习 课堂引入 回顾与复习 1.在高中物理必修一课本中我们曾经用哪些物理量来描述匀变速直线运动 ? 2.在高中物理必修二课本中我们曾经用哪些物理量来描述匀速圆周运动 ? 对于简谐运动，我们该用哪些物理量来描述呢 ? 课堂引入 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？ 课堂引入 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？ 课堂引入 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？ 温故知新 简谐运动：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t 图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。 因为∣sin（ωt＋）∣≤1，所以∣x∣≤A，这说明A是物体离开平衡位置的最大距离。 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为： x＝Asin（ωt＋） CONTENTS 目 录 第一部分 课堂引入 第二部分 振 幅 第三部分 周期和频率 第四部分 相 位 第五部分 课堂小结 第六部分 课后练习 振幅 振幅 振幅 振幅 二、振幅 1.定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。 国际单位——米 2.振幅是描述振动强弱的物理量，常用字母A表示; 4.振幅的大小直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低。 3.振子振动范围的大小是振幅的两倍——2A; 二、振幅 5.振幅和位移的区别 对于一个给定的振动： （1）振子的位移大小等于其偏离平衡位置的距离，时刻在变化；但振幅是不变的。 （2）位移是矢量，振幅是标量，它等于最大位移的数值。 二、振幅 全振动：振动物体从某一初始状态开始，再次回到初始状态（即位移、速度均与初态完全相同）所经历的过程。 特点：一次全振动路程为振幅的4倍 二、振幅 CONTENTS 目 录 第一部分 课堂引入 第二部分 振 幅 第三部分 周期和频率 第四部分 相 位 第五部分 课堂小结 第六部分 课后练习 三、周期和频率 1.周期T：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间。单位:s. 2.频率f ：做简谐运动的物体单位时间内完成全振动的次数。单位:Hz. 3.关系：T＝1 / f 问题1：O—D—B—D—O是一个周期吗？ 问题2：若从振子经过C向右起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？ 问题3：如何测弹簧振子的周期? 简谐运动的周期与振幅有关吗? 三、周期和频率 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。给你一个停表，怎样测出振子的振动周期T？ 用停表测出钢球完成 n 个全振动所用的时间 t， nt 就是振动的周期。n 的值取大一些可以减小测量误差。再把振幅减小为原来的一半，用同样的方法测量振动的周期。 T=t/n 换用不同的弹簧和小球，你发现有何不同？ 三、周期和频率 三、周期和频率 实验结果 1.振动周期与振幅大小无关。 结论：弹簧振子的周期由振动系统本身的质量和劲度系数决定，而与振幅无关，所以常把周期和频率叫做固有周期和固有频率。 2.振动周期与弹簧的劲度系数有关，劲度系数较大时，周期较小。 3.振动周期与振子的质量有关，质量较小时，周期较小。 三、周期和频率 根据正弦函数规律，（ωt＋）在每增加2π的过程中，函数值循环变化一次。这一变化过程所需要的时间便是简谐运动的周期T。 可见，ω是一个与周期成反比、与频率成正比的量，叫作简谐运动的“圆频率”。它也表示简谐