人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述教学演示课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述教学演示课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了正弦函数，1振动的振幅，2振动的频率，ACD，1振子的振幅，答案见解析等内容，欢迎下载使用。
要点一 描述简谐运动的物理量振动物体离开平衡位置的_______①距离，叫作振动的振幅。一个_______②的振动过程称为一次全振动。做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫作振动的周期。物体完成全振动的次数与所用时间之比，叫作振动的频率。
① 振幅就是指振子的最大位移吗？
提示 不是。振幅是标量，最大位移是矢量，它们在数值上相等。
②（1） 物体两次通过平衡位置的过程是一个完整的振动过程吗？
提示 不一定。振动物体连续两次沿同一方向通过平衡位置的过程是一次全振动，因此，物体两次通过平衡位置的过程不一定是一个完整的振动过程。
③ 简谐运动的表达式一定是正弦函数吗？
提示 不一定，还可以用余弦函数表示，只是对应的初相位不同。
④ 试写出表达式中各物理量的含义。
探究点一 描述简谐运动的物理量之间的关系
1. 弹簧振子的周期与什么因素有关呢？如果改变弹簧振子的振幅，其振动的周期是否会改变呢？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？
[提示] 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。通过分别改变振幅、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）。
2.简谐运动中振幅和几个物理量的关系（1）振幅与位移：振动中的位移是矢量，振幅是标量。在数值上，振幅与振动物体的最大位移大小相等，但在同一简谐运动中振幅是确定的，而位移随时间做周期性的变化。（2）振幅与路程：振动中的路程是标量，是随时间不断增大的。其中常用的定量关系是：一个周期内的路程为4倍振幅，半个周期内的路程为2倍振幅。（3）振幅与周期：在简谐运动中，一个确定的振动系统的周期（或频率）是固定的，与振幅无关。特别提示振幅大，振动物体的位移不一定大，但其最大位移一定大。
（2）计算路程的方法是：先判断所求时间内有几个周期，再依据上述规律求路程。
2. 如图所示是一个质点的振动图像，根据图像回答下列问题：
（4） 质点速度首次具有负方向最大值的时刻和位置；
（5） 质点运动的加速度首次具有负方向最大值的时刻和位置；
探究点二 简谐运动表达式的理解和应用
（1） 求该振动的周期、频率、振幅和初相；
3. 一个物体做简谐运动，下列说法中正确的是( )A. 物体运动过程中相距最远的两点之间的距离等于振幅B. 物体先后两次经过同一位置所经历的时间等于振动周期C. 物体在1秒钟内完成全振动的次数等于振动频率D. 物体在各个时刻所处的不同状态叫作初相位
[解析] 偏离平衡位置最大的距离叫振幅，故A错误；物体先后以相同的运动状态通过同一位置所经历的时间等于振动周期，故B错误；物体在1秒钟内完成全振动的次数等于振动频率，故C正确；物体在各个时刻所处的不同状态叫作相位，故D错误。
技巧点拨此题利用振动的对称性解题。通过画草图讨论弹簧振子可能的运动情况，对于不是从平衡位置或不是从最大位移处开始计时的振动问题，分析的突破口是弄清从开始计时起的半个周期的轨迹或几个不规则的轨迹怎样组成一个振幅或若干个振幅。
1. （多选）振动周期指振动物体( )A. 从任何一个位置出发又回到这个位置所用的时间B. 从一侧最大位移处，运动到另一侧最大位移处所用时间C. 从某一位置出发又沿同一运动方向回到这个位置所用时间D. 经历了四个振幅的时间
2. 关于振幅的各种说法中，正确的是( )A. 振幅是振子离开平衡位置的最大距离B. 位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅C. 振幅等于振子运动轨迹的长度D. 振幅越大，表示振动越强，周期越长
[解析] 振幅是振子离开平衡位置的最大距离，是标量，在简谐运动中大小不变，而位移是变化的，A正确，B、C错误；振幅越大，振动越强，但与周期无关，D错误。
4. （多选）如图所示，为一质点的振动图像，曲线满足正弦变化规律，则下列说法中正确的是( )
（2） 振子的周期和频率；
13. 如图为一弹簧振子的振动图像，试求：
（1） 写出该振子简谐运动的表达式；