教科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第2章 机械振动 1.简谐运动及其图像.pptVIP

第二章1.简谐运动及其图像

学习目标1.知道简谐运动是机械振动的一种形式,知道简谐运动的概念。(物理观念)2.理解弹簧振子的位移—时间图像的物理意义。(物理观念)3.知道振幅、周期和频率的概念,了解初相位和相位差的概念,理解相位的物理意义。(物理观念)4.掌握简谐运动的表达式中各量的物理意义,能依据简谐运动的表达式解决相关问题。(科学思维)

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一、机械振动物体(或物体的某一部分)在某一位置所做的往复运动,叫作机械振动,通常简称为振动,这个位置称为平衡位置。不振动时受力平衡的位置二、简谐运动1.弹簧振子理想化模型将弹簧上端固定,下端连接一个小球,小球可在竖直方向上运动。弹簧的质量忽略不计,若不计空气阻力,这样的系统称为,其中小球称为振子。??两侧弹簧振子

2.振动图像建立坐标系,横轴代表,纵轴代表小球的位移x,它就是小球在平衡位置附近往复运动时的位移—时间图像,称为弹簧振子的振动图像。起点为平衡位置图像上某点切线斜率代表质点速度3.简谐运动如果质点的位移与时间的关系严格遵从的规律,即它的振动图像是一条,这样的运动叫作简谐运动。做简谐运动的振子称为。?时间t相对平衡位置正弦函数正弦曲线谐振子

三、描述简谐运动的物理量1.振幅(1)定义:振子离开平衡位置的,用A表示,单位为米(m)等。(2)物理意义:振幅是表示振动强弱的物理量。最大距离

2.周期和频率内容周期频率定义振子完成一次所用的时间,用T表示完成的次数与所用时间的比,用f表示?单位(s)?(Hz)?物理含义表示的物理量?关系式f=3.相位表示振动步调的物理量。相位是描述做周期性运动的物体在各个时刻所处状态的物理量。全振动全振动秒赫兹振动快慢

四、简谐运动的表达式位移和时间的函数关系简谐运动的表达式为x=Asin(ωt+φ0)=Asin=Asin(2πft+φ0)。A表示振动的,T和f分别表示物体振动的周期和频率。2πft+φ0是简谐运动的相位,φ0表示t=0时的相位,叫作初相位,简称。相位差即相位之差。振幅初相

情境链接预习了教材后,有的同学知道弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线,于是认为振子的运动轨迹也应是正弦曲线。结合弹簧振子想一下,这种说法对吗?为什么?提示不对,因为振动图像不是运动轨迹。例如,水平方向的弹簧振子振动时,振子的运动轨迹是一段线段。教材拓展阅读教材P42“发展空间”的内容,回答描绘简谐运动的图像都有哪些方法?提示方法1——频闪照相描迹法;方法2——用沙摆演示法;方法3——用传感器和计算机描绘简谐运动的图像。

易错辨析(1)简谐运动就是弹簧振子的运动。()(2)简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹。()(3)简谐运动的表达式x=Asin(ωt+φ0)中的x一定是相对初始位置的位移。()(4)简谐运动的表达式x=Asin(ωt+φ0)中的(ωt+φ0),每增加π,即完成了一次全振动。()××××

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探究点一对弹簧振子与简谐运动位移的理解导学探究如图所示,把一个有孔的小球装在弹簧的一端,弹簧的另一端固定在天花板上,小球和弹簧组成的系统称作弹簧振子。将振子从B点由静止释放,仔细观察它们的运动特点。弹簧振子的位移起点是哪个点?如何表示其位移?提示位移的起点在平衡位置O;振动物体的位移x用从平衡位置指向物体所在位置的有向线段表示。

知识归纳1.简谐运动的位移(1)振动位移与运动物体在某一时间内的位移的区别:振动位移可用从平衡位置指向振子所在位置的有向线段表示,方向为从平衡位置指向振子所在位置,大小为平衡位置到该位置的距离;而运动物体在某一时间内的位移是相对于这段时间内初始位置的位移,其方向由初始位置指向末位置,其大小等于初、末位置间的距离。(2)位移的表示方法:以平衡位置为坐标原点,以振动所在的直线为坐标轴,规定正方向,则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示。

2.简谐运动的运动特点(1)与一般的机械运动相比,机械振动的突出特点在于机械振动是一种往复运动,且具有一定的周期性。(2)与一般的机械振动相比,简谐运动的突出特点在于简谐运