人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述优秀导学案

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述优秀导学案，共3页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，学习过程，练习检测等内容，欢迎下载使用。




【学习目标】


1．知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义。


2．了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义。


3．了解简谐运动位移方程中各量的物理意义，能依据振动方程描绘振动图象。


【学习重点】


简谐运动的振幅、周期和频率的概念；相位的物理意义。


【学习难点】


1．振幅和位移的联系和区别、周期和频率的联系和区别。


2．对全振动概念的理解，对振动的快慢和振动物体运动的快慢的理解。


3．相位的物理意义。


【学习过程】


一、振幅


在铁架台上悬挂一个竖直方向的弹簧振子，分别把振子从平衡位置向下拉不同的距离，让振子振动。


思考：下拉不同的距离时弹簧振子振动的范围有什么不同？振子振动的强弱怎样？


在物理学中，我们用_____________来描述物体的振动强弱。


（1）物理意义：振幅是描述__________的物理量。


（2）定义：________________________________________


（3）单位：在国际单位制中，振幅的单位是__________（m）


（4）振幅和位移的区别。


①振幅是指振动物体离开平衡位置的__________；而位移是振动物体所在位置与__________之间的距离。


②对于一个给定的振动，振子的位移是时刻__________的，但振幅是__________的。


③位移是矢量，振幅是__________。


④振幅等于__________的数值。


二、周期和频率


（1）全振动


阅读教材，叙述一下怎样的过程称为一次全振动。用自己的语言归纳一下什么叫做一次全振动。


（2）周期和频率


演示：在两个劲度系数不同的弹簧下挂两个质量相同的小球，让这两个弹簧振子以相同的振幅振动。观察到振子振动有什么不同。


①周期：_________________________________单位：__________


②频率：_________________________________单位：__________


③周期和频率之间的关系：__________。


④固有周期和固有频率：对一个确定的振动系统，振动的周期和频率只与振动系统本身有关，所以把周期和频率叫做__________和__________。


问题：猜想弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定？


演示：两个不同的弹簧振子（弹簧不同，振子小球质量也不同）做简谐运动，观察到什么现象。


猜想结果：影响弹簧振子周期的因素可能有：______________________________。


三、相位


要详尽地描述简谐运动，只有周期（或频率）和振幅是不够的，在物理学中我们用不同的__________来描述简谐运动在一个全振动中所处的不同阶段。


相位是表示物体振动__________的物理量，用相位来描述____________________在一个____________________中所处的阶段。


四、简谐运动的表达式


（1）简谐运动的振动方程：_____________________。


公式中的A代表振动的____________，ω叫做____________，它也表示简谐运动的____________，它与频率f之间的关系为：____________；公式中的表示简谐运动的____________，t=0时的相位叫做____________，简称____________。


（2）两个同频率简谐运动的相位差；设两个简谐运动的频率相同，则据ω=2πf，得到它们的圆频率相同，设它们的初相分别为和，它们的相位差就是_________。


所以，做简谐运动的质点在任意时刻t的位移：x=____________


讨论：


①一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动？





②甲和乙两个简谐运动的相位差为3π/2，意味着什么？





【练习检测】


1．如图，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达C点。


（1）画出小球在第一个周期内的??−??图像。





（2）求5s内小球通过的路程及5s末小球的位移。





2．一个小球在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过3s小球第一次经过M点，再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；求该小球做简谐运动的可能周期。





3．有两个简谐运动x1＝3asin⁡(8πbt+π4)⁡和x1＝9asin⁡(8πbt+π2)，它们的振幅之比是多少？它们的频率各是多少？t＝0时它们的相位差是多少？





4．如图是两个简谐运动的振动图像，它们的相位差是多少？





5．有甲、乙两个简谐运动：甲的振幅为2cm，乙的振幅为3cm，它们的周期都是4s，当t＝0时甲的位移为2cm，乙的相位比甲落后π4。请在同一坐标系中画出这两个简谐运动的位移—时间图像。





6．如图为甲、乙两个简谐运动的振动图像。请根据图像写出这两个简谐运动的位移随时间变化的关系式。