人教版高中物理选择性必修第一册第二章机械振动2-2简谐运动的描述课件.ppt

典例????(多选)如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。以竖

直向上为正方向,物块做简谐运动的表达式为x=0.1sin2.5πtm【1】。t=0时刻,一小球从距物块

h高处自由落下,t=0.6s时,小球恰好与物块处于同一高度【2】。取重力加速度大小为g=10m/s2,

以下判断正确的是?(????)A.h=1.7mB.简谐运动的周期是0.8sC.0~0.6s内物块运动的路程是0.2mD.t=0.4s时,物块与小球的运动方向相反信息提取根据题意可提取的信息为:?思路点拨对比简谐运动的表达式x=Asin?t,得出物块的振幅A和周期T,并画出其振动图像,对照图像和运动草图分析各选项。解析物块做简谐运动的振幅A=0.1m,周期T=?=?s=0.8s(由【1】得到),B正确;0~0.6s内物块由平衡位置向上运动至最大位移处,然后向下运动至负方向的最大位移处,则物块运

动的路程是s=3A=0.3m,C错误;t=0.4s=?,此时物块在平衡位置向下运动,物块与小球运动方向相同,D错误。t=0.6s时,物块的位移为x=-0.1m,即物块向下运动了0.1m,小球在0.6s内下落

的距离H=?gt2=1.8m,由H=h+|x|(由【2】得到),得h=1.7m,A正确。故选A、B。答案????AB知识点1描述简谐运动的物理量2简谐运动的描述1.振幅(A)(1)定义:振动物体离开平衡位置的最大距离。(2)物理意义:振幅是表示振动幅度大小的物理量,是标量,振动物体运动的范围是振幅的两

倍。2.周期(T)和频率(f)(1)全振动:一个完整的振动过程称为一次全振动。不管以哪里作为开始研究的起点,做简谐

运动的物体完成一次全振动的时间总是相同的。(2)周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间。(3)频率:物体完成全振动的次数与所用时间之比叫作振动的频率,在数值上等于单位时间内完成全振动的次数。(4)物理意义:周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量,周期越小,频率越大,表示物体振动

得越快。周期与频率的关系是T=?。3.相位:在物理学中,用相位来描述做简谐运动的物体某时刻正处于一个运动周期中的哪个状

态。4.一次全振动的特征一次全振动举例:弹簧振子在水平方向振动,O为平衡位置,A、A为最大位移处,P是A、A间任

意一点,如图所示,从物体运动到P点开始计时,则P→A→P→O→A→O→P或P→O→A→O→

P→A→P为一次全振动。(1)时间特征:历时一个周期。(2)路程特征:为振幅的4倍。(3)相位特征:增加2π。(4)速度特征:连续两次以相同速度通过同一点。1.做简谐运动的物体的位移x随时间t变化的表达式(1)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,它表示简谐运动的

快慢,ω=?=2πf。(2)ωt+φ代表简谐运动的相位。φ是t=0时的相位,叫作初相位。当初相位φ=0时,从平衡位置知识点2简谐运动的表达式开始计时,则x=Asinωt,振动图像如图所示;当初相位φ=?时,从最大位移处开始计时,则x=Asin?=Acosωt。2.相位差若两个简谐运动的表达式分别为x1=Asin(ωt+φ1),x2=Asin(ωt+φ2),它们的圆频率相同,相位差

为Δφ=(ωt+φ2)-(ωt+φ1)=φ2-φ1。(1)若Δφ=0,表明运动步调相同,即同相;(2)若Δφ=π,表明运动步调相反,即反相;(3)若Δφ=φ2-φ10,则称2的相位比1的相位超前Δφ,或者说1的相位比2的相位落后Δφ;(4)若Δφ=φ2-φ10,则称2的相位比1的相位落后|Δφ|,或者说1的相位比2的相位超前|Δφ|。?知识辨析1.振子从离开平衡位置到第一次回到平衡位置的过程是一次全振动吗?2.在简谐运动中,振动物体在半个周期内通过的路程一定等于2倍振幅吗?在?个周期内通过的路程一定等于振幅吗?3.一弹簧振子中的小球做简谐运动,若Δt=?,则在t和t+Δt时刻弹簧的长度相等吗?一语破的1.不是。振子从离开平衡位置到第二次回到平衡位置的过程是一次全振动。2.振动物体在半个周期内通过的路程一定等于2倍振幅。若从平衡位置或最大位移处开始计

时,?个周期内通过的路程等于振幅;若从在其他位置开始计时,?个周期内通过的路程不等于振幅。3.不一定。如果t时刻小球在平衡位置,则在t和t+Δt时刻弹簧的长度相等,否则不相等。关键能力定点破定点1简谐运动的振幅、位移、路程的对比振幅位移路程定义振动物体离开平衡位

置的最大距离