高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述图文课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述图文课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了一振幅A，3物理意义，标矢性，二周期T，三频率f，拓展思考，课本P6做一做，拓展探究，实验结论，拓展了解等内容，欢迎下载使用。
1.什么是机械振动？2.什么是简谐运动？
1.我们把物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称 为机械振动，简称振动。2.如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它 的振动图像（x-t 图像）是一条正弦曲线，这样的振动是 一种简谐运动。
围绕着“一个中心”位置------对称性
“往复”运动------------周期性
一、描述简谐运动的物理量
(1)定义:振动物体离开平衡位置的最大距离。
(2)单位:在国际单位制中，单位是米（m）。
振幅的2倍表示振动物体运动范围的大小。
振幅是描述振动强弱的物理量。
上一节课我们学习了振动物体的位移，本节我们认识了简谐运动的振幅。有人说振幅只不过是振动中位移的一个特殊值而已，你是否赞同这个观点？
振幅：是振动物体离开平衡位置的最大距离。位移：是物体相对于平衡位置的位置变化。
振幅：表示振动强弱的物理量。位移：表示振动质点某时刻离开平衡位置的大小与方向。简谐运动中振幅是不变的，但位移是时刻变化的。
振幅在数值上等于最大位移的大小。
振幅是标量，位移是矢量。
做匀速圆周运动物体运动一周后又会返回到初始位置，周而复始地运动着。因此我们把圆周运动一周所用的时间叫作周期，用T表示。而且这个时间是一个定值，与起点的选择是无关的。
思考如何定义简谐运动的周期
振子从A点运动到A'点再回到A这样一个完整的过程称为一次全振动。
不管以哪里作为开始研究的起点。做简谐运动的物体完成一次全振动的时间总是相同的。
以水平振子为例从O点出发，O、D、B、D、O是一次全振动吗？
若振子从经过C点向右起开始，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？
一次全振动的特点：振动路程为振幅的4倍。
一次全振动过程，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。
判断是否为一次全振动时不仅要看振子是否回到了原位置，而且要满足到达该位置的振动状态（速度）也必须相同，才能说完成了一次全振动。只有物体振动状态再次恢复到与起始时刻完全相同时，物体才完成一次全振动。
一、描述简谐运动的物理量
（1）定义：做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间。
（2）物理意义：描述振动快慢的物理量。
（3）单位：国际单位秒（s）。
（1）定义：单位时间内完成全振动的次数。
（3）单位：国际单位赫兹（Hz）。
周期和频率之间的关系：
如图所示，一竖直弹簧上端固定，下端悬挂钢球。把钢球从平衡位置向下拉一段距离 A，放手让其运动，A 就是振动的振幅。给你一个秒表，怎样测出振子的振动周期T？
弹簧振子运动的周期会与哪些因素有关呢？如何验证你的猜想呢？
猜想影响弹簧振子周期的因素有：振幅、振子的质量、弹簧的劲度系数。
弹簧振子的周期由振动系统本身的质量和劲度系数决定，而与振幅无关，所以常把周期和频率叫做固有周期和固有频率。
人心脏的跳动约为80次/分
（1）物理意义：是表示物体振动步调的物理量。
（2）单位：弧度（或度）。
简谐运动的位移时间图像
如果两个简谐运动的频率相同，其初相分别是
(1)取值范围： -π π(2) ，表明两振动步调完全相同，称为同相。 π ，表明两振动步调完全相反，称为反相。(3) ，表示振动2比振动1超前。 ，表示振动2比振动1滞后。
A与B的相位差为0 同相步调一致
B与C的相位差为π 反相步调相反
一、描述简谐运动的物理量——振幅、周期、频率和相位 振幅：描述振动的强弱； 周期和频率：描述振动的快慢； 相位：体现了振动的步调。二、简谐运动的表达式：
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20cm，某时刻振子处于B点，经过1s，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2.5s内通过的 路程及位移大小。
解析：本题考察了周期和频率，振幅与位移和路程的关系。
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20cm，某时刻振子处于B点，经过1s，振子首次到达C点，求：(1)振子的振幅； BC为振子的运动范围
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20cm，某时刻振子处于B点，经过1s，振子首次到达C点，求：(2)振子的周期和频率；
从B首次到C的时间为周期的一半。
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20cm，某时刻振子处于B点，经过1s，振子首次到达C点，求：(3)振子在2.5s内通过的 路程及位移大小。
求路程时，首先应明确振动过程经过几个整数周期，再最后分析最后不到一个周期的时间内的路程，两部分之和即为总的路程。
一个周期的时间内运动的路程是4A，n个周期内通过的路程必为n·4A。半个周期的时间内运动的路程是2A，四分之一个周期的时间内运动的路程不一定是A。
关于简谐运动的周期，以下说法正确的是( ) A．间隔一个周期的整数倍的两个时刻物体的振动情况相同。 B．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同。C．半个周期内物体的动能变化一定为零。 D．一个周期内物体的势能变化一定为零。
解析：本题考察了简谐运动的周期性。
物体完成一次全振动，所有的物理量都恢复到初始状态；当间隔半周期的奇数倍时，所有的矢量都变得大小相等，方向相反。
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： 3.时间特征： 历时一个周期。4.路程特征： 运动的路程是振幅的4倍。5.相位特征： 相位增加2π。
位移(x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同时与初始状态相同。