人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述一等奖课件ppt

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1. 理解振幅、周期和频率的概念，能用这些概念描述、解释简谐运动。2. 经历测量小球运动周期的实验过程，能分析数据、发现特点、形成结论。了解相位、初相位。会用数学表达式描述简谐运动。
傅科摆：指仅受引力和吊线张力作用而在惯性空间固定平面内运动的摆。它在一个位置附近不断地重复同样的运动。如何描述简谐运动的这种独特性呢？
1.定义: 振动物体离开平衡位置的最大距离，叫作振动的振幅。常用字母A表示
2.物理意义：描述振动强弱的物理量
用M点 和M ′点 表 示 水 平 弹 簧 振子在平衡位置O点右端及左端最远位置。
1.全振动: 如果从振动物体向右通过O的时刻开始计时，它将运动到M，然后向左回到O，又继续向左运动到达M′，之后又向右回到O。这样一个完整的振动过程称为一次全振动。
P0—M—P0—O—M'—O—P0
若从P0点向右运动开始计时，经历一次全振动应为？
2.周期：（1）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
（2）物理意义：描述振动快慢的物理量
3.频率：（1）周期的倒数
（3）单位：赫兹（Hz）
4.圆频率：ω是一个与周期成反比、与频率成正比的量，叫作简谐运动的“圆频率”；描述振动快慢的物理量。
例.(多选)如图，弹簧振子在BC间做简谐运动，O为平衡位置，B、C间距离是10 cm，B→C运动时间是1 s，则(　 　)
A．振动周期是1 s，振幅是10 cmB．从B→O→C振子做了一次全振动C．经过两次全振动，通过的路程是40 cmD．从B开始运动经过3 s，振子通过的路程是30 cm
1.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;2.水平弹簧振的周期
1.相位： 式 中 相位；
2.初相：φ是t＝0时的相位，称作初相位，或初相。
3.相位差：如果两个简谐运动的频率相同，其初相分别是φ1和φ2，当φ1>φ2时，它们的相位差是Δφ ＝ φ1 － φ2此时我们常说 1 的相位比 2 超前 Δφ，或者说 2 的相位比 1 落后 Δφ。
例(多选)有两个简谐运动的振动方程分别是： ， 下列说法正确的是(　 　)A．它们的振幅相同 B．它们的周期相同C．它们的相差恒定 D．它们的振动步调一致
解析：依据两个振动方程我们知道：方程1代表的振子振动振幅为3；圆频率为ω＝2πf＝100π，则f＝50 Hz；初相为 ；方程2代表的振子振动振幅为5，圆频率为ω＝2πf＝100π，则f＝50 Hz；初相为 .可知相位差为 ，因此它们的振动步调不一致。
做简谐运动的弹簧振子速度、加速度与时间的关系？ 
设做简谐运动的弹簧振子其振动位移与时间关系为：x＝Asin(ωt＋φ)．位移对时间求导可得速度时间关系：v＝x′(t)＝Aωcs(ωt＋φ)．速度对时间求导可得加速度时间关系：a＝v′(t)＝－Aω2sin(ωt＋φ)．可见a∝－x即加速度与振动位移成正比方向相反．
例：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20 cm。小球经过B 点时开始计时，经过0.5 s 首次到达C 点。（1）画出小球在第一个周期内的x-t 图像。（2）求5 s 内小球通过的路程及5 s 末小球的位移。
分析：根据简谐运动的位移与时间的函数关系，可以画出简谐运动的 x-t 图像。要得到简谐运动的位移与时间的函数关系，就需要首先确定计时的起点，进而确定初相位。根据振幅、周期及初相位写出位移与时间的函数关系，画出图像。我们也可以采用描点法来画出位移－时间图像。根据题意，可以确定计时起点的位移、通过平衡位置及最大位移处的时刻，在x-t 图上描出这些特殊坐标点，根据正弦图像规律画出图像。根据简谐运动的周期性，在一个周期内，小球的位移为0，通过的路程为振幅的4 倍。据此，可以求出5 s 内小球通过的路程及5 s 末小球的位移。
振幅：描述振动的强弱的物理量；振子偏离平衡位置的最大距离
周期：描述振动的快慢的物理量；振子完成一次全振动所用的时间
频率：描述振动的快慢的物理量；与周期互为倒数
相位： 式 中 相位；
初相：φ是t＝0时的相位，称作初相位，或初相。
1. 弹簧振子在A、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点时开始计时，2 s内发生的位移为4 cm
2. 如图所示为某弹簧振子在0到5 s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（　　）A.振动周期为5 s，振幅为8 cmB.第2 s 末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C.第3 s 内振子的加速度逐渐增大D.从第3 s 末到第4 s 末振子做减速运动
4.如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1 s，质点通过N点后再经过1 s又第2次通过N点，在这2 s内质点通过的总路程为12 cm。则质点的振动周期和振幅分别为（　　）
A.3 s，6 cmB.4 s，6 cmC.4 s，9 cmD.2 s，8 cm
解析：以相同的速度依次通过M、N两点画出示意图如图所示，质点由M到O和由O到N运动时间相同，均为0.5 s，质点由N到最大位置和由最大位置到N运动时间相同，均为0.5 s，可见周期为4 s，振幅为路程的一半，即A=6 cm，故B正确。