物理选择性必修 第一册第二章 机械振动2 简谐运动的描述课前预习课件ppt

这是一份物理选择性必修 第一册第二章 机械振动2 简谐运动的描述课前预习课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了描述简谐运动的物理量，最大距离，幅度大小，振动快慢，简谐运动的表达式，圆频率，初相位，探究总结，答案CD，核心素养微专题等内容，欢迎下载使用。
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1．振幅(1)定义：振动物体离开平衡位置的________，叫作振动的振幅．用A表示，单位为米(m)．(2)物理含义：振幅是表示振动________的物理量；振幅反映了振动的强弱和振动系统能量的大小．
2．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：物体完成全振动的________与所用时间之比，用f表示，单位：Hz.(3)周期T与频率f的关系：f＝________.(4)物理意义：周期和频率都是表示物体________的物理量，周期越小，频率________，表示振动越快．
1．做简谐运动的物体连续两次通过同一位置的过程，是否就是一次全振动？【答案】不一定．只有连续两次以相同的速度通过同一位置的过程，才是一次全振动．
2．如果改变弹簧振子的振幅，其振动的周期是否会改变呢？弹簧振子的周期与什么因素有关呢？我们可以提出哪些猜想？怎样设计一个实验来验证这个猜想？【答案】猜想：影响弹簧振子周期的因素可能有：振幅、振子的质量、弹簧的劲度系数等．我们可以设计这样一个实验：弹簧一端固定，弹簧的另一端连着有孔小球，使小球在光滑的水平杆上滑动．通过改变振幅、振子的质量和弹簧的劲度系数，测量不同情况下振子的周期．注意在改变一个物理量的时候其他物理量应保持不变．
(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 sB．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【答案】ABD　【解析】由图像可看出，T＝4 s，f＝0.25 Hz，A＝5 cm,5秒末x＝0，故A、B、D正确，C错误．
2．表达式中各量的意义(1)“A”表示简谐运动的“________”．(2)ω是一个与________成反比、与________成正比的量，叫作简谐运动的________．(3)“T”表示简谐运动的________，“f”表示简谐运动的频率，它们之间的关系为f＝________.
【答案】它们的振幅分别为3a和9a，比值为1∶3；频率分别为2b和4b.
2．简谐运动的相位差Δφ＝φ2－φ1的含义是什么？
两个简谐运动的表达式分别为x1＝4sin(4πt) cm和x2＝2sin(2πt)cm，它们的振幅之比为______，各自的频率之比是_______．【答案】2∶1　2∶1　【解析】由题意知A1＝4 cm，A2＝2 cm，ω1＝4π rad/s，ω2＝2π rad/s，则A1∶A2＝2∶1，f1∶f2＝ω1∶ω2＝2∶1．
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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？【答案】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．
描述简谐运动的物理量及其关系的理解
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
素养点评：本探究通过对描述简谐运动的物理量及其关系的理解，培养“物理观念”素养．
描述简谐运动的物理量精练1　弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，B、C相距20 cm，某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达C点．求：(1)振子的振幅；(2)振子的周期和频率；(3)振子在5 s内通过的路程大小．【答案】(1)10 cm　(2)1 s　1 Hz　(3)200 cm
变式1　(多选)弹簧振子在A、O、B之间做简谐运动，如图所示，O为平衡位置，测得A、B间距为8 cm，完成30次全振动所用时间为60 s．则(　　)A．振动周期是2 s，振幅是8 cmB．振动频率是2 HzC．振子完成一次全振动通过的路程是16 cmD．振子过O点时计时，3 s内通过的路程为24 cm
【答案】CD　【解析】A、B之间的距离为8 cm，则振幅是4 cm，故A错误；T＝2 s，f＝0.5 Hz，故B错误；振子完成一次全振动通过的路程是4A，即16 cm,3 s内运动了1.5个周期，故总路程为24 cm，故C、D正确．
全振动的理解精练2　(多选)如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C间振动，则(　　)A．从B→O→C→O→B为一次全振动B．从O→B→O→C→B为一次全振动C．从C→O→B→O→C为一次全振动D．OB不一定等于OC【答案】AC　
【解析】O点为平衡位置，B、C为两侧最远点，则从B起经O、C、O、B的路程为振幅的4倍，故A正确；若从O起经B、O、C、B的路程为振幅的5倍，超过一次全振动，故B错误；若从C起经O、B、O、C的路程为振幅的4倍，故C正确；因弹簧振子的系统摩擦不考虑，所以它的振幅一定，故D错误．
变式2　(2021届郑州检测)如图所示，弹簧振子在b、c两点之间做简谐运动，b、c之间的距离为10 cm，O是平衡位置，振子每次从c运动到b的时间均为0.5 s，则该弹簧振子(　　)A．振幅为10 cmB．周期为0.5 sC．频率为1 HzD．从O点出发到再次回到O点的过程就是一次全振动【答案】C　
【解析】振幅是指偏离平衡位置的最大距离，bc间距是两倍的振幅，故振幅为5 cm，故A错误；完成一次全振动的时间为周期，c到b是半个全振动，时间为周期的一半，故周期为1 s，故B错误；周期和频率互为倒数，故频率为1 Hz，故C正确；振子从O点出发到再次回到O点的过程就是全振动的一半，故D错误．
　　振幅与路程的关系振动中的路程是标量，是随时间不断增大的．一个周期内的路程为4倍的振幅，半个周期内的路程为2倍的振幅．
做简谐运动物体的振动位移随时间按正弦函数规律变化，其函数关系式为x＝Asin(ωt＋φ)．问题(1)式中A表示简谐运动的什么物理量？(2)ω、φ各表示简谐运动的什么物理量？【答案】(1)振幅　(2)圆频率　初相
对简谐运动表达式的理解
特别提醒：关于相位差Δφ＝φ1－φ2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1比振动2超前．Δφ