高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册简谐运动的描述课堂教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册简谐运动的描述课堂教学ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了物理与数学，Ttn等内容，欢迎下载使用。
　　有些物体的振动可以近似为简谐运动，做简谐运动的的物体在一个位置附近不断地重复同样的运动。
1、学习机械运动时，为了描述匀变速直线运动，我们引入了哪些物理量？
位移、时间、速度、加速度
2、为了描述匀速圆周运动，我们引入了哪些物理量？
线速度、角速度、周期、频率等
振动，作为运动的又一典型代表，与前面所学的运动模型相比有很大的不同：做简谐运动的物体在一个位置附近不断地重复同样的运动。如何描述简谐运动的这种独特性呢？
取向右偏离平衡位置的位移为正方向，则可得振动图像为：
从函数表达式看简谐运动：
A反映了简谐运动的振动范围，叫做振幅
振幅的两倍（2A）表示振动物体运动范围的大小
2）振幅是描述振动强弱的物理量，常用字母A表示。
1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅
3）振幅的大小直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低。
（以平衡位置为零势能点）
注意:对于一个确定的简谐运动①位移时刻在变化，但振幅是不变的。②位移是矢量，振幅是标量。
全振动:振动物体从某一初始状态开始，再次回到初始状态（即位移、速度均与初态完全相同）所经历的过程。
（2）从O→A→O→A/→O
全振动路程为振幅的4倍
（3）从B→A→B→O→A/→O→B
（1）从A→O→A/→O→A
运动状态重置（位移、速度、加速度）
①振子从B运动到D时，位移?②振子从C运动到O时，位移？③振子从O—D—B—D—O是一次全振动吗？④若从振子经过C向右起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？
大小为|OD|，方向向右
C—O—B—O—C—A—C
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。单位:s.2.频率f:做简谐运动的物体单位时间内完成全振动的次数。单位:Hz
3.意义：物体振动快慢的物理量，周期越小，频率越大，表示振动越快。
问题1：O—D—B—D—O是一个周期吗？
问题2：若从振子经过C向右起，经过怎样的运动才叫一个周期？
从函数表达式看简谐运动的周期
思考：对于正弦函数x=Asin(ωt+φ)，要使函数值循环变化一次，(ωt+φ)需要增加多少？这一变化过程所需的时间为多少？
理论探究：小球振动的周期与小球的质量的关系、弹簧劲度系数的关系
即小球振动的周期仅与小球的质量、弹簧劲度系数均有关，与振幅无关
如图所示，为一个竖直方向振动的弹簧振子，O为静止时的位置，当把振子拉到下方的B位置后，从静止释放，振子将在BC之间做简谐运动，给你一个秒表，怎样测出振子的振动周期T？
实验方案讨论：1.直接测量一次全振动的时间，作为振子周期的测量值，可以吗？2.以小球经过最低点作为计时起点，或以小球经过平衡位置作为计时起点，哪个方案更科学？3.是不是振幅越大，周期越大？4.换用不同的弹簧和小球，你发现有何不同？
简谐运动中，周期和振幅有什么联系吗？
1T内，物体通过的路程为______ 
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？
半个周期后振子到了P′点
半个周期内的路程是多少呢？
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.
【小结】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。
从函数表达式看简谐运动的相位
φ是t＝0时的相位，称作初相位，或初相
1.定义：把(ωt+φ)叫作相位。其中φ是t=0时的相位，称作初相位。
2.意义：表示振动步调，在各个时刻所处的不同状态。
4.相位差：两个相同频率的简谐运动的相位差。
3.单位：是弧度(或度)
两个振动频率相同的简谐运动的相位差
对频率相同的两个简谐运动有确定的相位差
　　根据一个简谐运动的振幅A、周期T、初相位φ0，可以知道做简谐运动的物体在任意时刻t的位移x是：　　所以，振幅、周期、初相位是描述简谐运动特征的物理量。
如图所示为一做简谐运动质点的振动图像:(1)通过图像可以得到哪些物理量?(2)能否用简谐运动表达式表示x与t的变化关系?
1. 一个质点作简谐运动的振动图像如图．从图中可以看出，该质点的振幅A= m，周期Ｔ= s，频率f= Hz,从t=0开始在△t=0.5s内质点的位移 ,路程= 。
2. 如图所示，弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间距离是20cm，小球经过A点时开始计时，经过2s首次到达B点，则（ ）A.从O→B→O小球做了一次全振动B.振动周期为2s，振幅是10cmC.从B开始经过6s，小球通过的路程是60cmD.从O开始经过3s，小球处在平衡位置
3. 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点还需要的时间是：A、8s B、4s C、14s D、(10/3)s