人教版（2019）物理选修一第二章第2节 简谐运动的描述 (12)教学课件PPT

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册简谐运动的描述教学ppt课件，共24页。PPT课件主要包含了问题导入，AOM≤AOP，①比较振幅大小，EOM≤EOP，②比较能量大小，如图振幅是，A5cm，全振动，周期和频率，符号T单位s等内容，欢迎下载使用。
思考：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？
傅科摆：能够证明地球在自转的摆。
x=Asin（ωt+φ）
思考:式子中A、ω和φ有什么物理意义呢？
sin（ωt+φ）≤1
x=Asin（ωt+φ）≤A
A是物体离开平衡位置的最大距离。
振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母A表示。
注意：振幅是标量，没有正负。
振动物体运动范围是振幅的两倍
意义：振幅的大小反映了振动的强弱和振动系统能量的大小。
向左：O→M′→O→M→O
向右：O→M→O→M′→O
任意：P0→M→O→M′→P0
注意：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一个周期。
一次全振动通过的路程一定等于振幅的4倍。
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。
①周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间。
②频率：单位时间内完成全振动的次数。
周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量，周期越小，频率越大，表示物体振动越快。
注意：简谐运动的周期由振动系统本身决定，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。
依据正弦函数规律x＝Asin(ωt＋φ)，其中(ωt＋φ)每增加2π，位移值x循环变化一次，这一过程正好为一个周期T。
于是有[ω(t＋T)＋φ]—(ωt＋φ)＝2π
ω是一个与周期成反比、与频率成正比的量，叫作圆频率。
如果两个简谐运动的ω相等，那它们的周期一定相等。
通过这个实验发现，弹簧振子的振动周期与其振幅无关。
用停表测出钢球完成n个全振动所用的时间t， 就是振动的周期。n的值取大一些可以减小测量误差。再把振幅减小为原来的一半，用同样的方法测量振动的周期。
思考：通过这个实验你有什么发现？
如果你平时注意观察月亮的圆缺变化，你能判断这张照片是在黄昏拍摄还是在黎明拍摄的呢？
简谐运动的一般表达式：x＝A sin（ωt＋φ）
代表了做简谐运动的物体此时正处于一个运动周期中的哪个状态。
观察两个小球的振动情况
（1）把小球向下拉同样的距离后同时放开。观察两球的振幅、周期、振动的步调。（2）再次把两个小球拉到相同的位置，先把第一个小球放开，再放开第二个，观察两球的振幅、周期、振动的步调。
这种步调的差异就可以用相位差来表示。
③相同频率的相位差：Δφ ＝ φ1 － φ2
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 的两个振子振动步伐调完全相反。
例题：如图，弹簧振子的平衡位置为0点，在B、C两点之间做简谐运。B、C相距20 cm。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达C点。(1)画出小球在第一个周期内的x-t图像。(2)求5s内小球通过的路程及5s末小球的位移。
(2)由于振动的周期T= 1 s,所以在时间t=5s内，小球一共做了n=5次全振动。小球在一次全振动中通过的路程为4A= 0.4m,所以小球运动的路程为s= 5×0.4m=2m；经过5次全振动后，小球正好回到B点，所以小球的位移为0.1 m。
因为w1=8πb，w2=8πb，
【教材练习与应用第1题】一个小球在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过3s小球第一次经过M点，再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；求该小球做简谐运动的可能周期。
【教材练习与应用第3题】如图所示是两个简谐运动的振动图像，它们的相位差是多少？
【教材练习与应用第4题】有甲、乙两个简谐运动：甲的振幅为2cm，乙的振幅为3cm，它们的周期都是4s，当t＝0时甲的位移为2cm，乙的相位比甲落后π/4。请在同一坐标系中画出这两个简谐运动的位移—时间图像。
【例1】如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，A、B之间的距离是20 cm，从A到B运动的时间是2 s，则A．从O→B→O振子做了一次全振动B．振动周期为2 s，振幅是10 cmC．从B开始经过6 s，振子通过的路程是60 cmD．从O开始经过3 s，振子处在平衡位置
【针对训练1】如图所示，将弹簧振子从平衡位置下拉一段距离Δx，释放后振子在A、B之间振动，且AB＝20 cm，振子由A首次到B的时间为0.1 s，求：(1)振子振动的振幅、周期和频率；(2)振子由A首次到O的时间；(3)振子在5 s内通过的路程及偏离平衡位置的位移大小．