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39页。PPT课件主要包含了学习目标，教学内容，重点难点，探究新知振幅，运动轨迹的长度，不发生变化，随时间增加，全振动，实验结果，探究新知相位等内容，欢迎下载使用。
课堂导入——观察与思考
仔细观察傅科摆的运动，现实生活有很多物体的运动类似于简谐运动，思考如何描述简谐运动的这种独特性呢？
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。国际单位——米。
4.振幅的大小直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低。
3.振子振动范围的大小是振幅的两倍——2A;
5.简谐运动中的振幅、位移和路程
振动物体离开平衡位的最大距离
从平衡位置指向振子所在位置的有向线段
大小和方向随时间做周期性变化
(1)振幅等于位移最大值的数值；(2)在一个完整周期内的路程等于4个振幅。
探究新知——周期和频率
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。
若从振子向右经过某点p起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？
振动物体连续两次以相同速度通过同一点所经历的过程。
2.周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，称为周期T，单位：s。
3.频率：物体完成全振动的次数与所用时间之比叫作频率f，数值等于单位时间内完成的全振动的次数。单位：赫兹(Hz)。1Hz=1s-1。
5.周期和频率的关系：Ｔ＝1/f。
4.意义：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。
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？
于是有：[ω(t+T)+φ]-(ωt+φ)=2π
根据周期与频率的关系，则：ω=2πf
6.ω是一个与周期成反比，与频率成正比的量，叫作简谐运动的“圆频率”。它也表示简谐运动的快慢。
3.振动周期与振子的质量有关，质量较小时，周期较小。
2.振动周期与弹簧的劲度系数有关，劲度系数较大时，周期较小。
1.振动周期与振幅大小无关。
结论：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。
1.定义：物理学中把(ωt+φ)叫作相位。其中φ是t=0时的相位，称作初相位或初相。
2.意义：是表示物体振动步调的物理量，用相位来描述简谐运动在各个时刻所处的不同状态。
3.相位差：实际上经常用到的是两个相同频率的简谐运动的相位差，简称相差。
【例1】(2025·北京市高二期中)如图所示，弹簧振子的平衡位置为O点，振子在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距10 cm。振子经过B点时开始计时，0.5 s后首次到达C点，下列说法正确的是A.振子的振动周期是0.5 s，振幅是10 cmB.B→O→C过程振子完成一次全振动C.从B开始运动经过5 s，振子通过的路程是100 cmD.振子每次经过O点时速度都相同
【例2】一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，由图可知A.质点振动的频率是4 Hz，振幅是2 cmB.质点经过每1 s通过的路程总是2 cmC.0~3 s内，质点通过的路程为6 cmD.t=3 s时，质点的振幅为零
探究新知——简谐运动的表达式
（平衡位置处开始计时）
（最大位移处开始计时）
探究新知——简谐运动的图像
如图所示为一做简谐运动质点的振动图像,则:(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?要点提示： (1)根据图像可以直接得出振幅、周期、振动物体在各个时刻的位移等。(2)能。可以得到表达式为
(1)简谐运动图像,即x-t图像是表示质点振动情况的一种手段,直观表示了质点的位移x随时间t变化的规律。(2)x=Asin(ωt+φ0)是用函数表达式的形式反映质点的振动情况。两者对同一个简谐运动的描述应该是一致的。我们能够做到两个方面:一是根据振动方程作出振动图像,二是根据振动图像读出振幅、周期、初相,进而写出位移的函数表达式。
1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”；