高中人教版 (2019)简谐运动的描述课前预习ppt课件

这是一份高中人教版 (2019)简谐运动的描述课前预习ppt课件，共89页。
[学习目标]　1．知道什么是弹簧振子，理解振动的平衡位置和简谐运动的概念。2．通过观察和分析，理解简谐运动的位移—时间图像是一条正弦函数图线。3．通过对简谐运动图像的描绘，认识简谐运动的特点。4．通过对生活中振动实例的观察，体会振动对生活的影响。
[教用·问题初探]——通过让学生回答问题来了解预习教材的情况问题1　弹簧振子位移与运动时间关系的函数表达式是怎样的？表达式中的各个物理量与简谐运动有什么关联？问题2　怎样研究弹簧振子的周期与振幅的关系？问题3　怎样描述振动物体在各个时刻所处的振动状态？
探究重构·关键能力达成
【链接教材】　如人教版教材P36图所示。
知识点一　简谐运动的振幅、周期和频率
M点和M′点表示水平弹簧振子在平衡位置O点右端及左端的最远位置。问题1　小球离开平衡位置的最大距离是多少？小球的位移大小与A之间是什么关系？
提示：振幅A，|x|≤A。
问题2　从M′点开始，经历什么过程才算完成了一次周期性运动？小球从任意一点P0向左运动，再回到P0向右运动，算是一次全振动吗？
提示：M′→O →M→O→M′的一个全振动即完成了一次周期性运动；不是。
问题3　先后将振子拉到P0点和M点由静止释放，两种情况下振子振动的周期相同吗？振子完成一次全振动通过的位移相同吗？路程相同吗？
提示：周期相同，振动的周期取决于振动系统本身，与振幅无关。位移相同，均为零。路程不相同，一个周期内振子通过的路程与振幅有关。
【知识梳理】　1．振幅(1)定义：振动物体离开平衡位置的__________，叫作振动的振幅。用A表示，国际单位为米(m)。(2)物理意义：振幅是描述振动______大小的物理量；振动物体的运动范围是振幅的______。
2．周期和频率(1)全振动类似于O→M→O→M′→O的一个________振动过程称为一次全振动。
提醒：不管以哪个位置作为研究的起点，做简谐运动的物体完成一次全振动的时间总是相同的。
【思考讨论】问题1　做简谐运动的物体，一个周期内，路程和振幅有什么定量关系？半个周期呢？
提示：无论从什么位置开始计时，振动物体在一个周期内通过的路程均为4A。无论从什么位置开始计时，振动物体在半个周期内通过的路程均为2A。
问题2　同一个振动系统，振动周期与振幅有关吗？
提示：一个振动系统的周期有确定的值，由振动系统本身的性质决定，与振幅无关。
【知识归纳】1．全振动的“四个特征”(1)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。(2)时间特征：历时一个周期。(3)路程特征：振幅的4倍。(4)相位特征：增加2π。
2．简谐运动中振幅与位移、路程、周期的关系
AC　[设a、b为小球做简谐运动的两个端点，O为平衡位置。①若小球开始运动的方向先向左，再向M点运动，运动图线如图甲所示。
②若小球开始运动的方向向右，经过M点继续向右运动，运动图线如图乙所示。
(2)简谐运动的对称性可分为空间对称性和时间对称性。①空间对称性：经过平衡位置两侧的对称点时，加速度的大小相等，方向相反；速度的大小相等，方向可能相同，可能相反；动能相同。②时间对称性：不论是从对称点回到平衡位置，还是从平衡位置运动到对称点，所用时间相等。
这两个时刻的振动情况完全相同，加速度一定相等，选项C正确；除在平衡位置时，如果t时刻和t＋Δt时刻相差半个周期，则这两个时刻振子的位移大小相等，方向相反，弹簧的长度显然是不相等的，选项D错误。 ]
【链接教材】　如人教版教材P38图为两个完全相同的弹簧振子。
问题1　将两个小球向下拉相同的距离后同时放开，可以看到什么现象？
提示：两个小球在相同位置同时释放，同时经过平衡位置、同时到达最高点、同时回到平衡位置、同时回到最低点……两个小球的振动步调完全一致。
问题2　若当第一个小球到达平衡位置时再释放第二个，可以看到什么现象？
问题3　如何描述上述现象的不同？
【知识梳理】　1．相位物理学中把_______叫作相位。φ是t＝0时的相位，称作________，或初相。2．相位差 (1)定义：两个具有相同______的简谐运动的相位之差。(2)表示：两个简谐运动的频率相同，其初相分别是φ1和φ2，当φ1>φ2时，它们的相位差是Δφ＝(ωt＋φ1)－(ωt＋φ2)＝________。
(3)意义：表示1的相位比2______Δφ，或者说2的相位比1______Δφ。提醒：比较相位或计算相位差时，要用同种函数来表示振动方程。3．简谐运动的位移表达式简谐运动的表达式可以写成x＝___________________或x＝______________。振幅、周期、初相位是描述简谐运动特征的物理量。
A sin (ωt＋φ)
问题1　写出该简谐运动的位移表达式。
问题2　物体的初相位是多少？0.5 s末的相位是多少？
【知识归纳】1．相位差的取值范围、同相和反相、超前和滞后(1)相位差的取值范围：－π≤Δφ≤π。(2)同相和反相：Δφ＝0，表明两振动步调完全相同，称为同相；Δφ＝π，表明两振动步调完全相反，称为反相。(3)超前和滞后：Δφ＞0，表示振动1比振动2超前；Δφ