2.2 简谐运动的描述 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

简谐运动的描述 1 在一段时间内簧片在一个位置附近不断地重复同样的运动，可以近似为简谐运动。不同的簧片发出的声音不同，因此它们做简谐运动的具体情况必然不同。如何描述简谐运动的这种独特性呢? 一、新课导入——问题引入 通过上节课的学习，知道做简谐运动的物体的位移与时间之间满足正弦函数关系。 振动图像是一条正弦曲线。 一、新课导入——知识衔接 3 将通过本节课，学习振幅、周期、频率、相位等概念，进而会用数学表达式描述简谐运动，体会物理知识与生活实际、音乐艺术之间的联系。 一、新课导入——揭示目标 4 如何描述简谐运动的强弱？ 通过泡沫颗粒的跳跃，观察扬声器纸盆的振动，发现当音量不同时扬声器纸盆的振动强弱不同。 二、振幅——生活场景 6 请同学们观察这两个弹簧振子的运动情况，比较它们的差异。 二、振幅——实验演示 7 把振动物体离开平衡位置的最大距离，叫作振动的振幅(amplitude)。 二、振幅——知识呈现 8 ①振幅的单位是米 ②振幅是标量 ③振动物体运动的范围是振幅的两倍 ④振幅是表示振动幅度大小的物理量 ⑤振幅常用字母A表示 二、振幅——知识呈现 9 因为 ，所以 ，这说明A是物体离开平衡位置的最大距离。 二、振幅——数理联动 10 二、振幅——数理联动 如何描述简谐运动的快慢？ 请同学们仔细聆听音叉发出声音的变化，试说明在此过程中，主要是哪个物理量发生了变化？ 二、周期和频率——生活场景 13 请同学们观察这两个弹簧振子的运动情况，比较它们的差异。 三、周期和频率——实验演示 14 弹簧振子怎样才算完成一次周期性运动（全振动）呢？ 三、周期和频率——全振动 全振动——振动物体经过一次往复运动返回到原来位置，且速度方向与初始时相同。 15 做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫作振动的周期。 物体完成全振动的次数与所用时间之比叫作振动的频率。 三、周期和频率——知识呈现 16 ①用T表示周期，用f表示频率。 ②在国际单位制中，周期的单位是秒。 频率的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。1Hz=1s-1 ③周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量 周期越小，频率越大，表示振动越快。 三、周期和频率——知识呈现 17 简谐运动的“圆频率”是一个与周期成反比、与频率成正比的量。 它也表示简谐运动的快慢。 三、周期和频率——知识呈现 18 三、周期和频率——数理联动 19 三、周期和频率——数理联动 20 三、周期和频率——分组实验 在测量小球振动的周期时，如何减小测量的误差？ 若将振幅减少为原来的一半，测量振动的周期有什么变化吗？ 21 如何描述简谐运动的步调？ 请同学们仔细观看视频，每名解放军战士行进的步调是否一致？ 四、相位——生活场景 23 请同学们观察这两个弹簧振子的运动情况，比较它们的差异。 四、相位——实验演示 24 物理学中把 叫作相位(phase)。 是t=0时的相位，称作初相位，或初相。 四、相位——知识呈现 25 两个具有相同频率的简谐运动的相位差(phase difference)。 四、相位——知识呈现 26 两个小球振动的步调一致，相位总是相同的，称为同相。 四、相位——观察两个小球的振动情况 27 两个小球振动的步调完全相反，相位总是相反的，称为反相。 四、相位——观察两个小球的振动情况 28 四、相位——观察两个小球的振动情况 29 做简谐运动的物体在任意时刻t的位移 五、课堂小结 30 不同的簧片做不同的简谐运动，发出的声音音调不同，主要是哪个物理量不同？ 六、知识运用 31 如图所示，将几根橡皮筋绕到盒子上，调整它们的长度与松紧，做成一个“弦乐器”。拨动不同的橡皮筋，体会橡皮筋振动时的振幅与频率，以及橡皮筋振动的频率与振幅是否有关。 七、作业实践 游客在湖边欲乘游船，当日风浪较大，游船上下浮动。若把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，则其振幅为20cm，周期为30s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。在地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。求在一个周期内，游客能舒服地登船的时间有多少。 七、作业实践 $$