高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动2 简谐运动的描述图片课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动2 简谐运动的描述图片课件ppt，共45页。PPT课件主要包含了简谐运动的描述，目标体系构建，思维脉络，课前预习反馈，最大距离，知识点1，描述简谐运动的物理量，振动快慢，不同状态，知识点2等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】1．初步形成全振动概念，知道振幅、周期。频率等概念及其相互关系，知道全振动和圆频率的含义。2．了解相位、初相位和相位差的概念、相互关系及相位的物理意义。3．通过有关简械运动描述的学习，培养学生的物理素养和科学精神。
1．振幅(1)定义：振动物体离开平衡位置的__________，用A表示，国际单位：m。(2)振动范围：振动物体运动范围为______的两倍。2．全振动：类似于O→B→O→C→O的一个______的振动过程。
3．周期和频率(1)周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的______，用T表示，国际单位： s。(2)频率：单位时间内完成全振动的______，用f表示，国际单位：____。(3)周期T与频率f的关系：T＝____。(4)物理意义：周期和频率都是描述物体__________的物理量，周期越小，频率______，表示物体振动的越快。4．相位用来描述周期性运动在各个时刻所处的__________。
简谐运动的函数表达式为x＝_______________。1．A：表示简谐运动的______。2．ω：是一个与频率成正比的量，叫作简谐运动的____________，表示简谐运动的快慢，ω＝____＝_____。3．ωt＋φ：代表简谐运动的______。4．φ：表示t＝0时的相位，叫作________，简称______。
Asin(ωt＋φ)　
√　×　×　√　×　×　
『选一选』(多选)一个质点做简谐运动，其振动图像如图所示，下列说法中正确的是(　　)A．振动周期为4 s　　B．振动频率为0.25 HzC．振动的振幅为10 cmD．5 s末质点的位移为零解析：由图像可看出，T＝4 s，f＝0.25 Hz，A＝5 cm，5秒末x＝0，故ABD正确，C错误。
『想一想』振子完成一次全运动时走过的路程与振幅是什么关系？与起始位置有关系吗？解析：完成一次全运动，路程为振幅的4倍，即s＝4A，与起始位置无关。
扬声器发声时，手摸喇叭的发音纸盆会感觉到它在振动，把音响声音调大，发觉纸盆的振动更加剧烈，想想这是为什么？
提示：扬声器发出的声音是由其喇叭的纸盆振动形成的，振动越剧烈，即振幅越大，纸盆振动的能量越大，喇叭越响，手感觉纸盆振动得越厉害，说明振幅是反映振动剧烈程度的物理量。
1．对全振动的理解正确理解全振动的概念，应注意把握振动的五个特征。(1)振动特征：一个完整的振动过程。(2)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。(3)时间特征：历时一个周期。(4)路程特征：振幅的4倍。(5)相位特征：增加2π。
2．振幅、位移和路程的关系
如图所示，将弹簧振子从平衡位置拉下一段距离Δx，释放后振子在A、B间振动，且AB＝20 cm，振子首次由A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到O的时间；(3)振子在5 s内通过的路程及5 s时的位移大小。思路引导：振子完成一次全振动所需要的时间叫作振动的周期，周期和频率互为倒数关系。路程是振子在振动过程中实际通过的距离。要注意各物理量之间的区别与联系。
5 s内振子振动了25个周期，5 s末振子仍处在A点，所以振子偏离平衡位置的位移大小为10 cm。答案：(1)10 cm　0.2 s　5 Hz　(2)0.05 s　(3)10 m　10 cm
1．一质点做简谐运动，其相对平衡位置的位移x与时间t的关系如图所示，由图可知(　　)A．质点振动的频率为1.6 HzB．质点振动的振幅为4.0 cmC．在0.3 s和0.5 s两时刻，质点的速度方向相同D．在0.3 s和0.5 s两时刻，质点的加速度方向相同
简谐运动的函数表达式的一般形式为x＝Asin(ωt＋φ)，简谐运动的函数表达式能否用余弦函数表示？提示：简谐运动的位移和时间的关系既可以用正弦函数表示，也可以用余弦函数表示，只是对应的初相位不同。
对简谐运动表达式的理解
关于相位差Δφ＝φ2－φ1的说明：(1)取值范围：－π≤Δφ≤π。(2)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)Δφ>0，表示振动2比振动1超前。Δφ<0，表示振动2比振动1滞后。
思路引导：先根据题中条件确定振幅和周期，画图像时要注意计时起点，确定初相位。
答案：(1)10 cm　0.2 s　(2)图见解析(3)x＝10sin(10πt＋π)cm
2．一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y＝0.1sin (2.5πt)，位移y的单位为m，时间t的单位为 s。则(　　)A．弹簧振子的振幅为0.2 mB．弹簧振子的周期为1.25 sC．在t＝0.2 s时，振子的运动速度为零D．弹簧振子的振动初相位为2.5π
解析：弹簧振子做简谐运动的图像如图所示，
3．(2021·浙江省舟山市高二调研)某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器。把弹簧拉长5 cm后由静止释放，滑块开始振动。他们分析位移—时间图像后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为1 s，则弹簧振子的振动频率为多少？以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，求滑块运动的表达式。