人教版 (2019)选择性必修 第一册简谐运动的描述教学ppt课件

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12页。PPT课件主要包含了3标失性标量，t0时的相位，相位差，两个简谐运动频率相同，对称性，1时间的对称，2速度的对称，振幅与路程的关系等内容，欢迎下载使用。
思考：我们已经知道，做简谐运动的物体的位移x与运动时间t之间满足正弦式函数关系， 那么你能写出位移x的一般函数表达式吗？
我们根据上述表达式，结合右图所示情景，分析简谐运动的一些特点。
(1)定义：振动物体离开平衡位置的最大距离。
(2)意义：表示振动的强弱。
振幅的两倍表示振动物体运动范围的大小。
(4)单位：米，常用A表示。
用M点和M′点表示水平弹簧振子在平衡位置O点右端及左端最远位置；
因为∣sin(ωt+φ)∣≦1,所以x≦A，说明A是振子离开平衡位置的最大距离。
如果从振动物体向右通过O的时刻开始计时，它将运动到C，然后向左回到O，又继续向左运动到达B，之后又向右回到O。这样一个完整的振动过程称为一次全振动。
1.全振动：一个完整的振动过程。
振子以相同的速度（大小和方向）相继通过同一位置所经历的过程。
2.周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间。
3.频率：做简谐运动的物体单位时间内完成全振动的次数。
ω叫做简谐运动的圆频率；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，表示振动越快。
一次全振动振子通过的路程为4A。
4.测量弹簧振子的周期。
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。用停表测出钢球完成n个全振动所用的时间t， t/n 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。
通过这个实验会发现，弹簧振子的振动周期与其振幅无关。不仅弹簧振子的简谐运动，所有简谐运动的周期均与其振幅无关。
当（ωt＋φ）确定时，sin（ωt＋φ）的值也就确定了。
（ωt＋φ）代表了物体此时正处于一个运动周期中的哪个状态。
——单位：弧度（rad)
——振动1的相位比2超前
——振动1的相位比2落后
例1.有两个简谐运动x1=3asin(8πbt+π/4)和x1=9asin(8πbt+π/2)，它们的振幅之比是 多少？它们的频率各是多少？t=0时它们的相位差是多少？
例2.如图是两个简谐运动的振动图像，它们的相位差是多少？
1.周期性：做简谐运动的物体经过一个周期或几个周期后，能回复到原来的状态。
物体来回通过相同的两点间的时间相等，如tDB＝tBD。
物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等， 如图中tOB＝tBO＝tOA＝tAO，tOD＝tDO＝tOC＝tCO。
物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等，方向相反。
物体经过关于O点对称的两点(如C与D)的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反。
(1)振动物体在一个周期内的路程
完成一次全振动的路程是4A
(2)振动物体在半个周期内的路程
思考：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？
(3)振动物体在四分之一个周期内的路程
可能是A，可能大于A，可能小于A
总结：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。
半个周期内振子的路程是2A
例3.如图，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。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。
例4.如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离?后由静 止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为?。下列说法正确的是( ) A. 经T/8时间，小球从最低点向上运动的距离小于A/2 B. 在3T/8时刻，小球向下运动 C. 在T/4时刻，小球的动能最大 D. 小球在一个周期内运动的路程为2A