人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述图片ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述图片ppt课件，共41页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课前预习反馈，描述简谐运动的物理量，最大距离，振动快慢，不同状态，简谐运动的表达式，Asinωt＋φ，“圆频率”，初相位等内容，欢迎下载使用。
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．通过有关简谐运动描述的学习，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_______________。
『判一判』(1)周期、频率是表征物体做简谐运动振动快慢的物理量。( 　　)(2)振幅就是指振子的位移。( 　　)(3)振幅就是指振子的路程。( 　　)(4)振子从离开某位置到重新回到该位置的过程不一定是一次全振动过程。( 　　)(5)两个振动物体相位相同，则其振动步调相反。( 　　)
『选一选』(2023·山东滨州高二检测)某简谐运动的位移—时间图像如图所示，下列说法正确的是( 　　)A．简谐运动的振幅为4 cmB．简谐运动的周期为0.4 sC．位移—时间图像是振动质点的运动轨迹D．振动质点经过图像中A点时速度方向沿x轴负方向解析：由题图像可得，简谐运动的振幅为2 cm，故A错误；简谐运动的周期为0.4 s，故B正确；该图像表示质点的位移随时间变化的规律，不是质点的运动轨迹，故C错误；由题图像可知，质点经过A点向x轴正方向运动，即A点速度方向沿x轴正方向，故D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。
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_________。
要点提炼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
典例剖析1．如图甲是演示简谐运动图像的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系。板上的直线OO′代表时间轴。如图乙是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线。若板N1和板N2的速度v1和v2的关系为v2＝2v1。当两板匀速拉出的距离相同时，则板N1、N2上曲线所代表的振动的周期T1和T2的关系为( 　　)
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
对简谐运动表达式的理解
典例剖析2．一水平弹簧振子做简谐运动，其位移和时间的关系如图所示。(1)写出这个简谐运动的位移随时间变化的关系式(用正弦函数表示)。(2)从t＝0到t＝6.5×10－2 s的时间内，振子通过的路程为多大？
(3)由图像可知，振子的位移与时间的函数关系式为x＝10sin(10πt＋π)cm。答案：(1)10 cm　0.2 s　(2)见解析　(3)x＝10sin(10πt＋π)cm
一弹簧振子做简谐运动，周期为T，则( 　　)A．若t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则Δt一定等于T的整数倍
解析：弹簧振子做简谐运动的图像如图所示，图中A点与B、E、F、I点的振动位移大小相等，方向相同。由图可知，A点与E、I点对应的时间差为T或T的整数倍，A点与B、F点对应的时间差不为T或T的整数倍，因此A选项不正确；
如果t时刻和(t＋Δt)时刻相差一个周期T，则这两个时刻的振动情况完全相同，加速度一定相等，选项C正确；如果t时刻和(t＋Δt)时刻相差半个周期，则这两个时刻振动的位移大小相等，方向相反，弹簧的长度显然是不相等的，选项D也不正确。
一、描述简谐运动的物理量1．(2023·福建省厦门外国语学校高二下学期期中)如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子从a第一次到b历时0.2 s，振子经a、b两点时速度相同，若它从b再回到a的最短时间为0.4 s，则该振子的振动频率为( 　　)A．1 Hz B．1.25 Hz C．2 Hz D．2.5 Hz
2．有一个在光滑水平面上的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后由静止释放让它振动，第二次把弹簧压缩2x后由静止释放让它振动，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为( 　　)A．1∶1,1∶1 B．1∶1,1∶2C．1∶4,1∶4 D．1∶2,1∶2解析：弹簧的压缩量是振子离开平衡位置的最大距离，即振幅，故振幅之比为1∶2，又因为周期与振幅无关，故周期之比为1∶1，B正确。
3．(2023·北京清华附中高一期末)劲度系数为20 N/cm的水平弹簧振子，它的振动图像如图所示，在图中A点对应的时刻，下列说法不正确的是( 　　)A．振子所受的弹力大小为5 N，方向 指向x轴的负方向B．振子的速度方向指向x轴的正方向C．在0～4 s内振子做了1.75次全振动D．在0～4 s内振子通过的路程为4 cm
解析：在题图中的A点，其位移为x＝0.25 cm，故此时弹力F＝kx＝20×0.25 N＝5 N，其位置在x轴的正半轴，故受力方向指向x轴负方向，故A正确；A点在向x轴正方向运动，故B正确；由题图可知周期T＝2 s，故振子在4 s内做了2次全振动，故C错误；由于在0～4 s内，振子经过了2个周期，而每个周期振子的路程是4个振幅，故振子通过的路程为s＝2×4×0.5 cm＝4 cm，故D正确。
二、简谐运动表达式4．一质点做简谐运动，质点的位移随时间变化的规律如图所示，则从图中可以看出( 　　)A．质点做简谐运动的周期为5 sB．质点做简谐运动的振幅为4 cmC．t＝3 s时，质点的加速度为零
5.如图所示，一位游客在湖边欲乘坐游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船。则在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是多少？答案：1.0 s