物理选择性必修1优质课公开课第2节 简谐运动的描述.pptx

第2节简谐运动的描述

;一、振幅、周期和频率

1．填一填

(1)振幅

①定义：振动物体离开平衡位置的__________。

②符号和单位：符号为___，单位为米。

③振动物体的运动范围：_____的两倍。

(2)周期和频率

①全振动：一个_____的振动过程，称为一次全振动。弹簧振子完成一次全振动的时间总是______的。;全振动;2．判一判

(1)振幅是指振子的位移。 ()

(2)振子从平衡位置出发到又回到平衡位置的时间为一个周期。 ()

(3)物体振动的周期越小，说明物体振动得越快。 ();3．选一选

[多选]如图所示，弹簧振子以O为平衡位置，在BC间做简谐运动，则()

A．从B→O→C为一次全振动

B．从O→B→O→C为一次全振动

C．从C→O→B→O→C为一次全振劝

D．从D→C→O→B→O→D为一次全振动

解析：根据全振动的定义可知，一次全振动应包括四个振幅，并且从一点出发并同方向回到该点，才是一次全振动，从B→O→C为半个全振动，A选项错误，从O→B→O→C的过程中没有再回到起始点，不是一次全振动，B选项错误；从C→O→B→O→C为一次全振动，从D→C→O→B→O→D为一次全振动，C、D选项正确。

答案：CD;二、相位

1．填一填

简谐运动的数学表达式x＝Asin(ωt＋φ)。

(1)A表示简谐运动的_____。

(2)ω表示简谐运动的________。

(3)________叫做相位。

(4)____叫初相位或初相。

(5)相位差：两个简谐运动的______之差。;√;[学透用活]

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种特征。

(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．简谐运动中振幅和几个常见量的关系

(1)振幅和振动系统能量的关系：对一个确定的振动系统来说，系统能量仅由振幅决定，振幅越大，振动系统能量越大。

(2)振幅与位移的关系：振动中的位移是矢量，振幅是标量，在数值上，振幅与某一时刻位移的大小可能相等，但在同一简谐运动中振幅是确定的，而位移随时间做周期性的变化。

(3)振幅与路程的关系：振动中的路程是标量，是随时间不断增大的。其中常用的定量关系是：一个周期内的路程为4倍的振幅，半个周期内的路程为2倍的振幅。

(4)振幅与周期的关系：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。;(3)设弹簧振子的振幅为A，则A＝10cm，

振子在1个周期内通过的路程为4A，故在t＝5s＝25T内通过的路程s＝40×25cm＝1000cm。

5s内振子振动了25个周期，5s末振子仍处在A点，所以振子偏离平衡位置的位移大小为10cm。

[答案](1)10cm0.2s5Hz(2)0.05s

(3)1000cm10cm;答案：B;2．质点做简谐运动，其x-t关系如图所示，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v-t关系是 ();3．如图所示，弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、

B间距离是20cm，从A到B运动时间是2s，则 ()

A．从O→B→O振子做了一次全振动

B．振动周期为2s，振幅是10cm

C．从B开始经过6s，振子通过的路程是60cm

D．从O开始经过3s，振子处在平衡位置;对简谐运动表达式的理解;(4)ωt＋φ：表示相位，描述做周期性运动的物体在各个不同时刻所处的不同状态，是描述不同振动的振动步调的物理量。它是一个随时间变化的量，相当于一个角度，相位每增加2π，意味着物体完成了一次全振动。

(5)φ：表示t＝0时振动质点所处的状态，称为初相位或初相。

(6)相位差：即某一时刻的相位之差。两个具有相同ω的简谐运动，设其初相分别为φ1和φ2，其相位差Δφ＝(ωt＋φ2)－(ωt＋φ1)＝φ2－φ1。

;[答案]CD;答案：C;答案：ABD;答案：B;[学透用活]

1．周期性造成的多解问题：简谐运动是一种周期性的运动，其运动过程中每一个物理量都随时间周期性变化。因此，物体经过同一位置可以对应不同的时刻，物体的位移、加速度相同，而速度可能相同，也可能等大反向，这样就形成简谐运动的多解问题。

2．对称性造成的多解问题：由于简谐运动具有对称性，因此当物体通过两个对称位置时，其位移、加速度大小相同，而速度可能相同，也可能等大反向，这种也形成多解问题。

;[答案]AC;[规律方法]

求解这类问题，要认真分析