高中物理人教版 (新课标)选修32 简谐运动的描述教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修32 简谐运动的描述教学课件ppt，共22页。PPT课件主要包含了学习目标，最大距离，静止位置，即平衡位置，3周期和频率，全振动，振动快慢，不同状态，图11－2－1，答案B等内容，欢迎下载使用。

1．知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义。2．了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义。3．了解简谐运动位移方程中各量的物理意义，能依据振动方程描绘振动图象。
1．描述简谐运动的物理量 (1)振幅： ①定义：振动物体离开平衡位置的 ，叫做振幅。用A表示，单位为米(m)。 ②物理含义：振幅是描述振动 的物理量；振幅的大小反映了振动系统 的大小。 (2)全振动：振动物体以相同的 相继通过同一位置所经历的过程。
(4)相位：表示振动物体 的物理量，用来描述简谐运动在一次全振动中各个时刻所处的不同状态。 [关键一点]　简谐运动的频率(周期)由振动系统决定，与振幅无关，因此又称为固有频率(周期)。
2．简谐运动的表达式简谐运动的一般表达式为：x＝Asin(ωt＋φ)。(1)A表示简谐运动的 。(2)ω是一个与频率成正比的量，称做简谐运动的圆频率，表示简谐运动的快慢，ω＝ ＝ 。(3)ωt＋φ代表简谐运动的相位，φ表示t＝0时的相位，叫做初相。[关键一点]　对于简谐运动，质点振动的位移是随时间变化的，但振幅不变，振幅等于质点振动时最大位移的大小。
1．关于振幅的各种说法中，正确的是 (　　)A．振幅是振子离开平衡位置的最大距离B．位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅C．振幅等于振子运动轨迹的长度D．振幅越大，表示振动越强，周期越长解析：振幅是振子离开平衡位置的最大距离，等于振子运动轨迹长度的一半，A正确，C错误；位移大小随时间变化，而振幅不变，故B错误；振子周期与振幅无关，D错误。
2. 如图11－2－1所示，弹簧振子以O为平衡位置，在BC 间振动，则 (　　)A．从B→O→C→O→B为一次全振动B．从O→B→O→C→B为一次全振动C．从C→O→B→O→C为一次全振动D．OB的大小不一定等于OC
解析：O为平衡位置，B、C 为两侧最远点，则从B起始经O、C、O又回到B路程为振幅的4倍，即A正确；若从O起始经B、O、C 又回到B路程为振幅的5倍，超过一次全振动，即B错误；若从C 起始经O、B、O又回到C路程为振幅的4倍，即C正确；弹簧振子为理想化模型，根据简谐运动的对称性知，D错误。
3． 振子A的周期是振子B的4倍，则A的频率是B的频率的 (　　)A．4倍　　　　B.1/4C．16倍 D.1/16
解析：由于TA＝4TB，所以
解析：由振动方程可知，A＝5 cm，ω＝2π。由 可知，f＝1 Hz。当t＝0.1 s时，相位为1s的时间内振子通过的路程为4A＝20cm。
4．一个简谐运动的振动方程为x＝5cs(2πt＋π/2)cm，这个振动的振幅是________ cm；频率是________Hz；在t＝0.1s时的相位是________；在1s的时间内振子通过的路程是________ cm。
1．对全振动的理解正确理解全振动的概念，应注意把握振动的五个特征：(1)振动特征：一个完整的振动过程。(2)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。(3)时间特征：历时一个周期。(4)路程特征：振幅的4倍。(5)相位特征：增加2π。
一个完整的全振动过程，有什么显著的特点？
在一次全振动过程中，一定是振子连续两次以相同速度通过同一点所经历的过程。
两个振子的运动快慢有何不同？
2．简谐运动中振幅和几个常见量的关系 (1)振幅和振动系统的能量关系： 对一个确定的振动系统来说，系统能量仅由振幅决定，振幅越大，振动系统的能量越大。 (2)振幅与位移的关系： 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的大小相等，但在同一简谐运动中振幅是确定的，而位移随时间做周期性的变化。
(3)振幅与路程的关系： 振动中的路程是标量，是随时间不断增大的。其中常用的定量关系是：一个周期内的路程为4倍的振幅，半个周期内的路程为2倍的振幅。 (4)振幅与周期的关系： 在简谐运动中，一个确定的振动系统的周期(或频率)是固定的，与振幅无关。
3．从简谐运动图象上可以读出以下信息(1)振幅——最大位移的数值。(2)振动的周期——一次周期性变化对应的时间。(3)任一时刻位移、加速度和速度的方向。(4)两位置或两时刻对应位移、加速度和速度的大小关系。
一物体简谐运动图象如图11－2－2所示，由x－t图象可知振幅A＝5 cm，周期T＝4 s,2.5 s末位移为负，加速度为正，速度为负。 [名师点睛]　 (1)简谐运动的振幅大，其振动位移不一定大，但其最大位移一定大。 (2)四分之一个周期内的路程可以等于一个振幅，可以大于一个振幅，也可以小于一个振幅。
1．弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，BC相距20 cm，某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达C点，求： (1)振子的振幅； (2)振子的周期和频率； (3)振子在5 s内通过的路程及位移大小。[审题指导]解答本题时应注意以下三个方面： (1)振幅与振动范围的区别； (2)周期与频率的关系； (3)路程与位移的区别。
[解析]　 (1)振幅设为A，则有2A＝BC＝20cm，所以A＝10cm。(2)从B点首次到达C点的时间为周期的一半，因此T＝2t＝1s； 再根据周期和频率的关系可得f＝ ＝1Hz。
(3)振子一个周期通过的路程为4A＝40cm， 即一个周期运动的路程为40cm， s＝4A＝5×40 cm＝200cm 5s的时间为5个周期，振子又回到原始点B，位移大小为10 cm。
[答案]　(1)10cm　 (2)1s　1Hz　 (3)200cm　10cm
1．简谐运动的表达式：x＝Asin(ωt＋φ)式中x表示振动质点相对于平衡位置的位移；t 表示振动的时间；A表示振动质点偏离平衡位置的最大距离，即振幅。2．各量的物理含义(1)圆频率：表达式中的ω 称做简谐运动的圆频率，它表示简谐运动物体振动的快慢。与周期T 及频率f 的关系：ω＝＝2πf。
[名师点睛]　 (1)相位φ是时间t的线性函数，即φ＝ωt＋φ0，相位随时间的增加而单调地增大，时间t在振动的表达式中是自变量。 (2)相位能够统一地表述简谐运动的状态和振动的周期性。