高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述课文内容ppt课件

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1．理解简谐运动的振幅、周期、频率、相位和初相位的概念。2．知道周期和频率的关系。3．知道简谐运动的表达式，掌握表达式中各物理量的意义，体会数形结合思想的应用。4．通过实例观察探究测量物体振动周期的方法。
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，国际单位为米(m)。(2)物理意义：振幅是描述振动____大小的物理量；振动物体的运动范围是振幅的____。
探究重构·关键能力达成
知识点一　简谐运动的振幅、周期和频率
2．全振动类似于O→M→O→M′→O的一个______振动过程称为一次全振动。
提醒　不管以哪个位置作为研究的起点，振动物体完成一次全振动的时间总是相同的。
提醒　简谐运动的频率不是用来描述振动物体某时刻运动快慢的物理量，而是用来描述一次全振动快慢的物理量。
如图所示为一个水平弹簧振子，振动周期为T，振幅为A，O点为其平衡位置，B、C点为振动的最大位移处，tOD＝tDC，E点与D点关于O点对称。
问题1　振子经历DCDOBOD过程的时间是多少？通过的路程是多少？位移是多少？
提示：时间t＝T，路程s＝4A，位移x＝0。
问题2　振子经历C→O→B过程的时间是多少？通过的路程是多少？位移是多少？
问题3　振子经历C→O、O→B两过程的时间分别是多少？通过的路程分别是多少？位移分别是多少？
1．全振动的四个特征(1)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。(2)时间特征：历时一个周期。(3)路程特征：振幅的4倍。(4)相位特征：增加2π。
2．简谐运动中振幅与位移、路程、周期的关系
【典例1】　(对简谐运动中物理量的理解)如图所示，弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，B、C为两侧的最大位置，若振子振幅为A，由B运动到C的时间为2 s，则(　　)A．从O点再次回到O点为一次全振动B．振子经过4 s，振子通过的路程为4AC．振子从B到C的平均速度为0.5A(m/s)D．振子经过的路程为A时所用的时间一定为1 s
1．相位：物理学中把_______叫作相位。φ是t＝0时的相位，称作______，或初相。2．相位差 (1)定义：两个具有相同____的简谐运动的相位之差。(2)表示：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＝(ωt＋φ1)－(ωt＋φ2)＝________。(3)意义：表示1的相位比2____Δφ，或者说2的相位比1____Δφ。
知识点二　相位和简谐运动的表达式
提醒　比较相位或计算相位差时，要用同种函数来表示振动方程。
3．简谐运动的位移表达式简谐运动的表达式可以写成x＝____________或x＝______________。振幅、周期、初相位是描述简谐运动特征的物理量。
A sin (ωt＋φ)
如图所示，一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，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。
问题　在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是多少？
1．相位(1)物理意义：用来描述做简谐运动的物体在各个时刻所处的不同状态。(2)特点：相位是一个随时间变化的量，它的值为角度，其单位是弧度(rad)或度( °)。(3)物体经历一次全振动，相位变化2π。
2．相位差的取值范围、同相和反相、超前和滞后(1)相位差的取值范围：－π≤Δφ≤π。(2)同相和反相：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)超前和滞后：Δφ＞0，表示振动2比振动1超前；Δφ