高中物理课件简谐运动的描述.ppt

第第十十一一章章第第2节节新知预习新知预习·巧设计巧设计名师课堂名师课堂·一点通一点通创新演练创新演练·大冲关大冲关 随堂检测随堂检测归纳小结归纳小结 课下作业课下作业综合提升综合提升 要点一要点一要点二要点二返回返回返回返回返回返回1．知道振幅、周期和频率的概念，知．知道振幅、周期和频率的概念，知 道全振动的含义道全振动的含义2．了解初相和相位差的概念，理解相．了解初相和相位差的概念，理解相 位的物理意义位的物理意义3．了解简谐运动位移方程中各量的物．了解简谐运动位移方程中各量的物 理意义，能依据振动方程描绘振动理意义，能依据振动方程描绘振动 图象返回返回 1．描述简谐运动的物理量．描述简谐运动的物理量 (1)振幅：振幅： ①①定义：振动物体离开平衡位置的定义：振动物体离开平衡位置的 ，叫做振，叫做振幅用A表示，单位为米表示，单位为米(m) ②②物理含义：振幅是描述振动物理含义：振幅是描述振动 的物理量；振幅的的物理量；振幅的大小反映了振动系统大小反映了振动系统 的大小。

的大小 (2)全振动：振动物体以相同的全振动：振动物体以相同的 相继通过同一位置相继通过同一位置所经历的过程所经历的过程 最大距离最大距离强弱强弱能量能量速度速度返回返回(3)周期和频率：周期和频率：内容内容周期周期频率频率定义定义做简谐运动的物体完成一做简谐运动的物体完成一次次 所需要的时间，所需要的时间，叫做振动的周期叫做振动的周期单位时间内完成全单位时间内完成全 的次数，叫做振动的频率的次数，叫做振动的频率单位单位单位为单位为 (s)单位为单位为 (Hz)物理物理含义含义振动周期是表示振动周期是表示 的物理量的物理量频率是表示频率是表示 的的物理量物理量决定决定因素因素物体振动的周期和频率，由振动系统本身的物体振动的周期和频率，由振动系统本身的 决决定，与定，与 无关无关关系式关系式T＝＝___全振动全振动秒秒振动快慢振动快慢振幅振幅振动振动赫兹赫兹振动快慢振动快慢性质性质返回返回 (4)相位：表示振动物体相位：表示振动物体 的物理量，用来描的物理量，用来描述简谐运动在一次全振动中各个时刻所处的不同状态。

述简谐运动在一次全振动中各个时刻所处的不同状态 [关键一点关键一点]　简谐运动的频率　简谐运动的频率(周期周期)由振动系统决定，由振动系统决定，与振幅无关，因此又称为固有频率与振幅无关，因此又称为固有频率(周期周期)不同状态不同状态返回返回振幅振幅2πf返回返回1．关于振幅的各种说法中，正确的是．关于振幅的各种说法中，正确的是 (　　　　)A．振幅是振子离开平衡位置的最大距离．振幅是振子离开平衡位置的最大距离B．位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅．位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅C．振幅等于振子运动轨迹的长度．振幅等于振子运动轨迹的长度D．振幅越大，表示振动越强，周期越长．振幅越大，表示振动越强，周期越长解析：解析：振幅是振子离开平衡位置的最大距离，等于振子振幅是振子离开平衡位置的最大距离，等于振子运动轨迹长度的一半，运动轨迹长度的一半，A正确，正确，C错误；位移大小随时错误；位移大小随时间变化，而振幅不变，故间变化，而振幅不变，故B错误；振子周期与振幅无关，错误；振子周期与振幅无关，D错误答案：答案：A返回返回2. 如图如图11－－2－－1所示，弹簧振子以所示，弹簧振子以O为平衡位置，在为平衡位置，在BC 间振动，则间振动，则 (　　　　)A．从．从B→O→C→O→B为一次全振动为一次全振动B．从．从O→B→O→C→B为一次全振动为一次全振动C．从．从C→O→B→O→C为一次全振动为一次全振动D．．OB的大小不一定等于的大小不一定等于OC图图11－－2－－1返回返回解析：解析：O为平衡位置，为平衡位置，B、、C为两侧最远点，则从为两侧最远点，则从B起始起始经经O、、C、、O又回到又回到B路程为振幅的路程为振幅的4倍，即倍，即A正确；若从正确；若从O起始经起始经B、、O、、C又回到又回到B路程为振幅的路程为振幅的5倍，超过一次倍，超过一次全振动，即全振动，即B错误；若从错误；若从C起始经起始经O、、B、、O又回到又回到C路程路程为振幅的为振幅的4倍，即倍，即C正确；弹簧振子为理想化模型，根据正确；弹簧振子为理想化模型，根据简谐运动的对称性知，简谐运动的对称性知，D错误。

错误答案：答案：AC返回返回答案：答案：B返回返回返回返回返回返回 1．对全振动的理解．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个特征：正确理解全振动的概念，应注意把握振动的五个特征： (1)振动特征：一个完整的振动过程振动特征：一个完整的振动过程 (2)物理量特征：位移物理量特征：位移(x)、加速度、加速度(a)、速度、速度(v)三者第一三者第一次同时与初始状态相同次同时与初始状态相同 (3)时间特征：历时一个周期时间特征：历时一个周期 (4)路程特征：振幅的路程特征：振幅的4倍 (5)相位特征：增加相位特征：增加2π 返回返回 2．简谐运动中振幅和几个常见量的关系．简谐运动中振幅和几个常见量的关系 (1)振幅和振动系统的能量关系：振幅和振动系统的能量关系： 对一个确定的振动系统来说，系统能量仅由振幅决定，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，振动系统的能量越大振幅越大，振动系统的能量越大 (2)振幅与位移的关系：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，振幅与振动中的位移是矢量，振幅是标量在数值上，振幅与振动物体的最大位移的大小相等，但在同一简谐运动中振幅振动物体的最大位移的大小相等，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是确定的，而位移随时间做周期性的变化返回返回 (3)振幅与路程的关系：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，半个周期内的倍的振幅，半个周期内的路程为路程为2倍的振幅倍的振幅 (4)振幅与周期的关系：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在简谐运动中，一个确定的振动系统的周期(或频率或频率)是固是固定的，与振幅无关定的，与振幅无关返回返回3．从简谐运动图象上可以读出以下信息．从简谐运动图象上可以读出以下信息(1)振幅振幅——最大位移的数值最大位移的数值2)振动的周期振动的周期——一次周期性变化对应的时间一次周期性变化对应的时间3)任一时刻位移、加速度和速度的方向。

任一时刻位移、加速度和速度的方向4)两位置或两时刻对应位移、加速度和速度的大小关系两位置或两时刻对应位移、加速度和速度的大小关系返回返回 一物体简谐运动图象如图一物体简谐运动图象如图11－－2－－2所示，所示，由由x－－t图象可知振幅图象可知振幅A＝＝5 cm，周期，周期T＝＝4 s,2.5 s末位移为负，加速度为正，速度为负末位移为负，加速度为正，速度为负 [名师点睛名师点睛]　　 (1)简谐运动的振幅大，其振动位移不一定大，但其最简谐运动的振幅大，其振动位移不一定大，但其最大位移一定大大位移一定大 (2)四分之一个周期内的路程可以等于一个振幅，可以四分之一个周期内的路程可以等于一个振幅，可以大于一个振幅，也可以小于一个振幅大于一个振幅，也可以小于一个振幅 图图11－－2－－2返回返回 1．弹簧振子以．弹簧振子以O点为平衡位置在点为平衡位置在B、、C两点间做简谐两点间做简谐运动，运动，BC相距相距20 cm，某时刻振子处于，某时刻振子处于B点，经过点，经过0.5 s，，振子首次到达振子首次到达C点，求：点，求： (1)振子的振幅；振子的振幅； (2)振子的周期和频率；振子的周期和频率； (3)振子在振子在5 s内通过的路程及位移大小。

内通过的路程及位移大小 [审题指导审题指导]　解答本题时应注意以下三个方面：　解答本题时应注意以下三个方面： (1)振幅与振动范围的区别；振幅与振动范围的区别； (2)周期与频率的关系；周期与频率的关系； (3)路程与位移的区别路程与位移的区别返回返回返回返回[答案答案]　　(1)10 cm　　(2)1 s　　1 Hz　　(3)200 cm　　10 cm返回返回返回返回 [名师点睛名师点睛]　　 (1)相位相位φ是时间是时间t的线性函数，即的线性函数，即φ＝＝ωt＋＋φ0，相位随时间的，相位随时间的增加而单调地增大，时间增加而单调地增大，时间t在振动的表达式中是自变量在振动的表达式中是自变量 (2)相位能够统一地表述简谐运动的状态和振动的周期性相位能够统一地表述简谐运动的状态和振动的周期性返回返回返回返回[答案答案]　　C返回返回返回返回返回返回点击下图进入点击下图进入 随堂检测随堂检测 归纳小结归纳小结返回返回点击下图进入点击下图进入 课下作业课下作业 综合提升综合提升。