鲁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 第2节 振动的描述 (2).ppt

第2章第2节振动的描述

基础落实·必备知识全过关重难探究·能力素养全提升学以致用·随堂检测全达标目录索引

学习目标1.知道振幅、周期和频率的概念,了解固有周期和固有频率。(物理观念)2.掌握简谐运动图像的物理意义和应用。(科学思维)3.掌握简谐运动的公式,了解相位的概念。(物理观念)

思维导图

基础落实·必备知识全过关

一、振动特征的描述1.振幅(1)定义:振动物体离开的最大距离。?(2)物理意义:表示的物理量,如声音大小由发声体振动的振幅决定,振幅越大,发出的声音越大。?(3)矢标性:振幅是标量。2.全振动振动物体从某个状态经过一段时间重新回到(速度、位移不变),我们就说物体完成了一次全振动。?平衡位置振动强弱原来状态

3.周期和频率(1)周期:物体完成一次所经历的时间。?(2)频率:在一段时间内,物体完成全振动的与这段之比。单位是,符号为。?(3)固有周期(或固有频率):物体仅在回复力作用下振动的周期(或频率),称为固有周期(或固有频率)。与振幅的大小,只由振动系统本身的性质决定。?(4)物理意义:周期和频率都是表示物体振动的物理量,周期越短,频率越,表明物体振动越。?(5)周期T与频率f的关系:T=。?全振动次数时间赫兹Hz无关快慢高快

二、简谐运动的位移图像(振动图像)横轴、纵轴横轴表示物体运动的,纵轴表示物体运动过程中相对的位移?图像意义做简谐运动的物体相对于平衡位置的随时间的变化的情况?图像形状一条曲线?图像信息图像上可表示出和。还可表示出任一时刻的位移大小和方向?时间平衡位置位移正弦(或余弦)振幅周期

三、简谐运动的位移公式(1)若用x表示振动物体相对于平衡位置的位移,t表示振动时间,A表示振幅,ω表示角速度(或圆频率),则简谐运动的位移公式一般为x=。?(2)圆频率ω与周期T(或频率f)的关系:ω==。?(3)简谐运动位移公式的另一种形式:x=Asint。Asinωt2πf

易错辨析判一判1.周期与频率仅仅是简谐运动特有的概念。()2.振幅随时间做周期性变化。()3.物体两次通过平衡位置的时间差称为周期。()4.振动图像上可以表示出振幅和周期。()5.振动图像是弹簧振子的运动轨迹。()×描述任何周期性过程都可以用这两个概念。××√×振动图像是弹簧振子相对平衡位置的位移随时间变化的图像,不是运动轨迹。

即学即用练一练弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动,BC相距10cm,某时刻弹簧振子处于B点,经过0.2s,弹簧振子首次到达C点。则弹簧振子的振幅A=cm;弹簧振子的周期T=s,频率f=Hz。?50.42.5解析根据振幅的定义,有2A=BC=10cm,所以A=5cm。从B首次到C的时间为周期的一半,因此T=2t=0.4s;再根据周期和频率的关系可得f==2.5Hz。

重难探究·能力素养全提升

情境探究探究一描述简谐运动的物理量及其关系的理解将弹簧上端固定,下端悬吊钢球,旁边立一刻度尺,把钢球从平衡位置向下拉一段距离A,放手让其运动,忽略空气阻力。仔细观察钢球的运动。(1)钢球的位移怎么变化?(2)钢球偏离平衡位置的最大距离改变吗?要点提示(1)钢球相对于平衡位置的位移随时间时大时小,呈周期性变化。(2)不变。

知识归纳1.对全振动的理解(1)振动过程:如图所示,从O点开始,一次全振动的完整过程为O→A→O→A→O;从A点开始,一次全振动的完整过程为A→O→A→O→A。(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。

2.简谐运动中振幅与几个物理量的关系(1)振幅与位移的关系①在同一简谐运动中振幅是不变的,而位移却时刻变化。②振幅是标量,位移是矢量,其方向是由平衡位置指向振动物体所在位置。③振幅在数值上等于位移的最大值。

(2)振幅与路程的关系①振动物体在一个周期内的路程一定为四个振幅。②振动物体在半个周期内的路程一定为两个振幅。③振动物体在T内的路程可能等于一个振幅,可能大于一个振幅,还可能小于一个振幅。④只有当T的初始时刻振动物体在平衡位置或最大位移处,T内的路程才等于一个振幅。

3.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,振幅越大,振动过程中的最大位移越大,但周期为定值。闪光语录振幅大,振动物体的位移不一定大,但其最大位移一定大。