人教版高中物理选修3-4课件：11.2简谐运动的描述:44张PPT
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-4课件：11.2简谐运动的描述:44张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 15.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-02-23 20:13:00 | ||
图片预览
文档简介
课件44张PPT。什么叫做简谐运动？ 质点的位移随时间按正弦规律变化的振动。如何描述简谐运动呢？第十一章机械振动第二节简谐运动的描述 1、 理解振幅、周期和频率，了解相位。
2、 能用公式描述简谐运动知识与能力: 1、在分析和学习振子的振幅、周期和频率的过程中，提高学生的观察能力和解决实际问题的能力。
2、掌握用秒表测弹簧振子周期的操作技能。过程与方法: 通过学习不同的运动描述要选取不同的物理量，使学生知道事物矛盾的特殊性决定着它的特殊本质，不同性质的运动包含各自不同的特殊矛盾。情感、态度与价值观： 重点
简谐运动的振幅、周期和频率的概念
关于振幅、周期和频率的实际应用。
难点
1、相位的概念。
2、 振幅和位移的联系和区别。
3、周期和频率的联系和区别。一. 描述简谐运动的物理量
二. 简谐运动的表达式
一.描述简谐运动的 物理量1、振幅A(1)定义:振动物体离开平衡位置的最大距离。振幅的2倍表示振动物体运动范围的大小。（2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。（3）单位：在国际单位制中，振幅的单位是米（m）振幅和位移的区别 (1)振幅等于最大位移的数值。
(2)对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的。
(3)位移是矢量，振幅是标量。
一次全振动是简谐运动的最小单元，振子的运动过程就是这一单元运动的不断重复。2、全振动:一个完整的振动过程称为一次全振动 若从振子向右经过某点p起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？OAA′PV平衡位置全振动:一个完整的振动过程 振动物体连续两次以相同速度通过同一点所经历的过程。完成一次全振动的路程是4A3、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，叫做振动的周期，单位：s。
（2）频率（f）：单位时间内完成的全振动的次数，叫频率.单位：Hz，1Hz=1s-1。
（3）周期和频率之间的关系：Ｔ＝1/f。猜想：弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定?设计实验：弹簧振子的周期由哪些因素决定?探究： (1)实验过程中，我们应该选择哪个位置开始计时? 从平衡位置开始计时。 (2)一次全振动的时间非常短，我们应该怎样测量弹簧振子的周期?多次测量求平均值。实验1：探究弹簧振子的T与k的关系。
实验2：探究弹簧振子的T与m的关系。
实验3：探究弹簧振子的T与A的关系。进行实验： 结论：弹簧振子的周期T由振子的质量m和弹簧的劲度系数k决定，而与振幅A无关。简谐运动的周期公式 简谐运动的周期和频率由振动系统本身的因素决定，与振幅无关。 若从振子向右经过某点p起，经过半个周期以后振子运动到什么位置？A′对称性弹簧振子运动过程中时间上的对称性A′ 因为弹簧振子振动过程中机械能守恒，所以在任意两个关于O点对称的位置，振子的速度大小都相等。所以从O到P的时间等于从O到P ′的时间。同时从O到P的时间等于从P到O的时间。半个周期后振子到了P′点半个周期内的路程是多少呢？2A思考 弹簧振子在四分之一周期内的路程是A吗？ 有可能是A，有可能大于A，有可能小于A. 弹簧振子在一个周期内的路程一定是4A，半个周期内路程一定是2A，四分之一周期内的路程不一定是A。总结4、相位 相位是表示物体振动步调的物理量，用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。二. 简谐运动的表达式 1、简谐运动的表达式:以x代表质点对于平衡位置的位移，t代表时间，则?（1）公式中的A 代表什么??
（2）ω叫做什么?它和T、f之间有什么关系?
（3）公式中的相位用什么来表示??
（4）什么叫简谐振动的初相??振动方程中各量含义： 1. A叫简谐运动的振幅。表示简谐运动的强弱。
2. ? 叫圆频率。表示简谐运动的快慢。 它与频率的关系：? =2?f
3.“ ?t+?” 叫简谐运动的相位。表示简谐运动所处的状态。 ? 叫初相,即t=0时的相位。振幅圆频率初相位相位振幅周期初相位相位频率同相：两个振子振动步调完全相同反相：两个振子振动步调完全相反 2、相位差：实际上经常用到的是两个相同频率的简谐运动的相位差，简称相差。 (1)同相：相位差为零，一般地为??=2n? (n=0,1,2,……)
(2)反相：相位差为? ，一般地为?=(2n+1)? (n=0,1,2,……)
两个简谐振动分别为
x１＝４asin(4πbt＋ π)
x2＝2asin（4πbt＋ π）?
求它们的振幅之比，各自的频率，以及它们的相位差。练习动画：振动周期动画：弹簧振子1、振幅A(1)定义:振动物体离开平衡位置的最大距离。振幅的2倍表示振动物体运动范围的大小。（2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。（3）单位：在国际单位制中，振幅的单位是米（m）一. 描述简谐运动的物理量振幅和位移的区别 (1)振幅等于最大位移的数值。
(2)对于一个给定的振动。振子的位移是时刻变化的。但振幅是不变的。
(3)位移是矢量，振幅是标量。
3、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，叫做振动的周期，单位：s。
（2）频率（f）：单位时间内完成的全振动的次数，叫频率。单位：Hz，1Hz=1s-1。
（3）周期和频率之间的关系：Ｔ＝1/f。2、全振动:一个完整的振动过程称为一次全振动 弹簧振子在一个周期内的路程一定是4A，半个周期内路程一定是2A，四分之一周期内的路程不一定是A。总结4、相位：
描述周期性运动的物体在各个时刻所处状态的物理量。 1、简谐运动的表达式:以x代表质点对于平衡位置的位移，t代表时间，则?二. 简谐运动的表达式 同相：频率相同、初相相同(即相差为0）的两个振子振动步调完全相同 反相：频率相同、相差为π的两个振子振动步调完全相反 2、相位差：实际上经常用到的是两个相同频率的简谐运动的相位差，简称相差。 1、一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动??
2、甲和乙两个简谐运动的相差为 ，意味着什么?? 1、相位每增加2π就意味着发生了一次全振动；?
2、意味着乙总是比甲滞后1/4个周期或1/4次全振动。 3、右图中是甲乙两弹簧振子的振动图象，两振动振幅之比为_______，
频率之比为______，
甲和乙的相差为_____
2∶１ 1∶１ 4、某简谐运动的位移与时间关系为：x=0.1sin（100πt＋π ）cm, 由此可知该振动的振幅是______cm，频率是 Ｈz，零时刻振动物体的速度与规定正方向_____（填“相同”或“相反”)。?
0.150相反5、一个质点在平衡位置0点附近做简谐运动,若从0点开始计时,经过3s质点第一次经过M点;若再继续运动,又经过2s它第二次经过M点;则质点第三次经过M点所需要的时间是（ ）
A. 8s B. 4s
C. 14s D. (10/3)sCD
2、 能用公式描述简谐运动知识与能力: 1、在分析和学习振子的振幅、周期和频率的过程中，提高学生的观察能力和解决实际问题的能力。
2、掌握用秒表测弹簧振子周期的操作技能。过程与方法: 通过学习不同的运动描述要选取不同的物理量，使学生知道事物矛盾的特殊性决定着它的特殊本质，不同性质的运动包含各自不同的特殊矛盾。情感、态度与价值观： 重点
简谐运动的振幅、周期和频率的概念
关于振幅、周期和频率的实际应用。
难点
1、相位的概念。
2、 振幅和位移的联系和区别。
3、周期和频率的联系和区别。一. 描述简谐运动的物理量
二. 简谐运动的表达式
一.描述简谐运动的 物理量1、振幅A(1)定义:振动物体离开平衡位置的最大距离。振幅的2倍表示振动物体运动范围的大小。（2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。（3）单位：在国际单位制中，振幅的单位是米（m）振幅和位移的区别 (1)振幅等于最大位移的数值。
(2)对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的。
(3)位移是矢量，振幅是标量。
一次全振动是简谐运动的最小单元，振子的运动过程就是这一单元运动的不断重复。2、全振动:一个完整的振动过程称为一次全振动 若从振子向右经过某点p起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？OAA′PV平衡位置全振动:一个完整的振动过程 振动物体连续两次以相同速度通过同一点所经历的过程。完成一次全振动的路程是4A3、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，叫做振动的周期，单位：s。
（2）频率（f）：单位时间内完成的全振动的次数，叫频率.单位：Hz，1Hz=1s-1。
（3）周期和频率之间的关系：Ｔ＝1/f。猜想：弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定?设计实验：弹簧振子的周期由哪些因素决定?探究： (1)实验过程中，我们应该选择哪个位置开始计时? 从平衡位置开始计时。 (2)一次全振动的时间非常短，我们应该怎样测量弹簧振子的周期?多次测量求平均值。实验1：探究弹簧振子的T与k的关系。
实验2：探究弹簧振子的T与m的关系。
实验3：探究弹簧振子的T与A的关系。进行实验： 结论：弹簧振子的周期T由振子的质量m和弹簧的劲度系数k决定，而与振幅A无关。简谐运动的周期公式 简谐运动的周期和频率由振动系统本身的因素决定，与振幅无关。 若从振子向右经过某点p起，经过半个周期以后振子运动到什么位置？A′对称性弹簧振子运动过程中时间上的对称性A′ 因为弹簧振子振动过程中机械能守恒，所以在任意两个关于O点对称的位置，振子的速度大小都相等。所以从O到P的时间等于从O到P ′的时间。同时从O到P的时间等于从P到O的时间。半个周期后振子到了P′点半个周期内的路程是多少呢？2A思考 弹簧振子在四分之一周期内的路程是A吗？ 有可能是A，有可能大于A，有可能小于A. 弹簧振子在一个周期内的路程一定是4A，半个周期内路程一定是2A，四分之一周期内的路程不一定是A。总结4、相位 相位是表示物体振动步调的物理量，用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。二. 简谐运动的表达式 1、简谐运动的表达式:以x代表质点对于平衡位置的位移，t代表时间，则?（1）公式中的A 代表什么??
（2）ω叫做什么?它和T、f之间有什么关系?
（3）公式中的相位用什么来表示??
（4）什么叫简谐振动的初相??振动方程中各量含义： 1. A叫简谐运动的振幅。表示简谐运动的强弱。
2. ? 叫圆频率。表示简谐运动的快慢。 它与频率的关系：? =2?f
3.“ ?t+?” 叫简谐运动的相位。表示简谐运动所处的状态。 ? 叫初相,即t=0时的相位。振幅圆频率初相位相位振幅周期初相位相位频率同相：两个振子振动步调完全相同反相：两个振子振动步调完全相反 2、相位差：实际上经常用到的是两个相同频率的简谐运动的相位差，简称相差。 (1)同相：相位差为零，一般地为??=2n? (n=0,1,2,……)
(2)反相：相位差为? ，一般地为?=(2n+1)? (n=0,1,2,……)
两个简谐振动分别为
x１＝４asin(4πbt＋ π)
x2＝2asin（4πbt＋ π）?
求它们的振幅之比，各自的频率，以及它们的相位差。练习动画：振动周期动画：弹簧振子1、振幅A(1)定义:振动物体离开平衡位置的最大距离。振幅的2倍表示振动物体运动范围的大小。（2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。（3）单位：在国际单位制中，振幅的单位是米（m）一. 描述简谐运动的物理量振幅和位移的区别 (1)振幅等于最大位移的数值。
(2)对于一个给定的振动。振子的位移是时刻变化的。但振幅是不变的。
(3)位移是矢量，振幅是标量。
3、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，叫做振动的周期，单位：s。
（2）频率（f）：单位时间内完成的全振动的次数，叫频率。单位：Hz，1Hz=1s-1。
（3）周期和频率之间的关系：Ｔ＝1/f。2、全振动:一个完整的振动过程称为一次全振动 弹簧振子在一个周期内的路程一定是4A，半个周期内路程一定是2A，四分之一周期内的路程不一定是A。总结4、相位：
描述周期性运动的物体在各个时刻所处状态的物理量。 1、简谐运动的表达式:以x代表质点对于平衡位置的位移，t代表时间，则?二. 简谐运动的表达式 同相：频率相同、初相相同(即相差为0）的两个振子振动步调完全相同 反相：频率相同、相差为π的两个振子振动步调完全相反 2、相位差：实际上经常用到的是两个相同频率的简谐运动的相位差，简称相差。 1、一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动??
2、甲和乙两个简谐运动的相差为 ，意味着什么?? 1、相位每增加2π就意味着发生了一次全振动；?
2、意味着乙总是比甲滞后1/4个周期或1/4次全振动。 3、右图中是甲乙两弹簧振子的振动图象，两振动振幅之比为_______，
频率之比为______，
甲和乙的相差为_____
2∶１ 1∶１ 4、某简谐运动的位移与时间关系为：x=0.1sin（100πt＋π ）cm, 由此可知该振动的振幅是______cm，频率是 Ｈz，零时刻振动物体的速度与规定正方向_____（填“相同”或“相反”)。?
0.150相反5、一个质点在平衡位置0点附近做简谐运动,若从0点开始计时,经过3s质点第一次经过M点;若再继续运动,又经过2s它第二次经过M点;则质点第三次经过M点所需要的时间是（ ）
A. 8s B. 4s
C. 14s D. (10/3)sCD