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

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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
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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

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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