人教版高中物理选择性必修第一册第二章2简谐运动的描述课件.ppt

回归本节知识，自我完成以下问题：1．描述简谐运动的物理量有哪些？提示：振幅、周期、频率、相位。2．如何判断一个振动过程是否为一个全振动？提示：在判断物体的运动过程是否为一次全振动时不仅要看物体是否回到原位置，而且要判断物体到达该位置的振动状态(速度、加速度、位移)是否与原位置相同。3．简谐运动的表达式中含有哪些物理信息？提示：振幅、圆频率、初相位。题组一简谐运动的振幅、周期和频率1．下列关于简谐运动的振幅、周期和频率的说法正确的是()A．振幅是矢量，方向从平衡位置指向最大位移处B．简谐运动的周期和频率的乘积是一个常数C．振幅增大，周期必然增大，而频率减小D．做简谐运动的物体，其频率与振幅有关题号课时分层作业(七)简谐运动的描述35246879101112√1B[振幅是标量，故A错误；周期与频率互为倒数，即Tf＝1，故B正确；简谐运动的周期与振幅没有关系，故C、D错误。]2．如图，O为平衡位置，小球在a、b间做无摩擦往复运动。若Ob＝5cm，则小球一次全振动的路程s和振幅A分别为()A．s＝10cm，A＝5cm B．s＝10cm，A＝10cmC．s＝20cm，A＝5cm D．s＝20cm，A＝10cm题号234568791011√112C[由题意可知，小球的振幅A＝5cm，小球一次全振动的路程s＝4A＝20cm，故C正确。]2．简谐运动中振幅与位移、路程、周期的关系振幅与位移(1)振幅等于位移的最大值；(2)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振幅与路程振幅与周期在简谐运动中，一个确定的振动系统的周期(或频率)是固定的，与振幅无关【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2s，则()A．从O点再次回到O点为一次全振动B．振子经过4s，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1s√√√√√√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φ1φ2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。ωt＋φ初相位频率φ1－φ2超前落后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。Asin(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20cm，周期为3.0s。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10cm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；Δφ0，表示振动2比振动1滞后。3．简谐运动两种描述方法的比较(1)简谐运动图像(x-t图像)是直观表示质点振动情况的一种手段，直观地表示了质点的位移x随时间t变化的规律。如图所示，根据振动图像可获知如下信息：(2)x＝Asin(ωt＋φ)是用函数表达式的形式反映质点的振动情况的。(3)两者对同一个简谐运动的描述是一致的，两种表述方法可以相互转换。√【典例4】(简谐运动图像的理解与应用)A、B两个简谐运动的位移－时间图像如图所示。请根据图像写出：(1)A的振幅是_____cm，周期是____s；B的振幅是____cm，周期是____s。(2)两个简谐运动的位移随时间变化的关系式。0.5