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《2020_2021学年高中物理第11章机械振动2简谐运动的描述课件新人教版选修3_4202103291122.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2简谐运动的描述必备知识·自主学习一、描述简谐运动的物理量【情境思考】(1)振子振幅与位移最大值有什么关系?(2)图乙中振子振幅为多少?提示:(1)振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离;位移是振动物体相对平衡位置的位置变化;位移的最大值等于振幅。(2)10cm1.振幅:(1)定义:振动物体离开平衡位置的_________,用A表示,单位为米(m)。(2)振动范围:振动物体运动范围为_____的两倍。2.全振动:类似于O→B→O→C→O的一个_____的振动过程。最大距离振幅完整3.周期和频率:4.相位:描述周期性运动在各个时刻所处的_________
2、。周 期(T)频 率(f)定义做简谐运动的物体完成一次_______所需要的时间单位时间内完成_______的次数单位___(s)赫兹(Hz)物理含义表示物体_________的物理量表示物体_________的物理量关系式全振动全振动秒振动快慢振动快慢不同状态二、简谐运动的表达式简谐运动的表达式为x=_____________。1.A:表示简谐运动的_____。2.ω:是一个与频率成正比的量,叫作简谐运动的“圆频率”,表示简谐运动的快慢,ω=___=_____。3.ωt+φ:代表简谐运动的_____。4.φ:表示t=0时的相位,叫作_____。As
3、in(ωt+φ)振幅2πf相位初相【易错辨析】(1)振幅就是指振子的位移。()(2)振幅就是指振子的路程。()(3)振子从离开某位置到重新回到该位置的过程不一定是一次全振动过程。()(4)始末速度相同的一个过程一定是一次全振动。()(5)振子个周期通过的路程一定等于1个振幅。()提示:(1)×。振幅是振子离开平衡位置的最大距离,数值上等于最大位移的绝对值。(2)×。振幅是振子离开平衡位置的最大距离,路程是振子振动过程中走过的总距离,二者意义不同。(3)√。振子以相同的速度相继通过同一位置时,所经历的过程才是一次全振动。(4)×。一次全振动,物体的始末
4、速度一定相同,但始末速度相同的一个过程不一定是一次全振动。(5)×。从平衡位置或从最大位移处开始计时,个周期内振子通过的路程等于一个振幅,从其他位置开始计时,个周期内振子通过的路程可能大于或小于一个振幅。关键能力·合作学习知识点一 描述简谐运动的物理量及其关系1.对全振动的理解:(1)全振动的定义:振动物体以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程,叫作一次全振动。(2)正确理解全振动的概念,还应注意把握全振动的五个特征。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
5、周期。④路程特征:振幅的4倍。⑤相位特征:增加2π。2.对周期和频率的理解:(1)周期(T)和频率(f)都是标量,反映了振动的快慢,,即周期越大,频率越小,振动越慢。(2)振动周期、频率由振动系统决定,与振幅无关。(3)全振动次数N与周期T和振动时间t的关系为N=。【问题探究】如图振子在A′A之间做简谐运动。讨论:(1)弹簧振子经历一次全振动后,其位移、加速度、速度有何特点?(2)弹簧振子的一次全振动经历了多长时间?提示:(1)弹簧振子的位移、加速度、速度第一次同时与初始状态相同。(2)弹簧振子的一次全振动的时间刚好为一个周期。【典例示范】【典例】弹
6、簧振子以O点为平衡位置在b、c两点之间做简谐运动。b、c相距20cm。①某时刻振子处于O点正向右运动。经过0.5s，振子首次到达b点。②求：（取向右为正方向）（1）振动的频率f和振幅A。（2）振子在5.5s内通过的路程及位移。③（3）如果弹簧的劲度系数k=100N/m，小球质量为0.5kg，则5.5s末小球的加速度大小和方向是多少？【审题关键】序号信息提取①2个振幅为20cm,故A=10cm②0.5s为个周期,故T=2s③位移是以O点为起点的,路程分析振幅的个数【解析】(1)设振幅为A,由题意bc=2A=20cm,所以A=10cm。振子从O到b所用时
7、间t=0.5s,为周期T的,所以T=2.0s,f==Hz。(2)振子从平衡位置开始运动,在1个周期内通过的路程为4A,故在t′=5.5s=T内通过的路程s=×4A=110cm。5.5s内振子振动了个周期,所以5.5s末振子到达c点,所以它的位移为-10cm。(3)5.5s末振子到达c点,所以它的位移为-10cm,振子加速度a=-=-m/s2=20m/s2,方向与位移的方向相反,向右。答案:(1)Hz10cm(2)110cm-10cm(3)20m/s2向右【素养训练】1.(多选)如图所示,弹簧振子以O为平衡位置,在BC间做简谐运动,则()A.从B→O→
8、C为一次全振动B.从O→B→O→C为一次全振动C.从C→O→B→O→C为一次全振动D.从D→C→O→B→O→
