【課件】簡諧運動的描述+課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

2.2簡諧運動的描述選擇性必修第一冊新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)1.理解振動、周期和頻率的概念，能用這些概念描述、解釋簡諧運動。2.經(jīng)歷測量小球振動周期的實驗過程，能分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)特點、形成結(jié)論。3.了解相位、初相位。4.會用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述簡諧運動。學(xué)習(xí)目標(biāo)重點難點重點新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)

有些物體的振動可以近似為簡諧運動，做簡諧運動的物體在一個位置附近不斷地重復(fù)同樣的運動。如何描述簡諧運動的這種獨特性呢？新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解溫故知新做簡諧運動的物體的位移x與運動時間t之間滿足正弦函數(shù)關(guān)系，因此，位移x的一般函數(shù)表達(dá)式可寫為：

簡諧運動：如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象（x—t圖象）是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動。

新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解一、振幅2.振幅是描述振動強(qiáng)弱的物理量，常用字母A表示;1.定義：振動物體離開平衡位置的最大距離，叫做振動的振幅。4.振幅的大小直接反映了振子振動能量(E=EK+EP)的高低。3.振子振動范圍的大小是振幅的兩倍——2A;振幅振幅振幅振幅國際單位——米。新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解一、振幅5.振幅和位移的區(qū)別對于一個給定的振動：（1）振子的位移大小等于其偏離平衡位置的距離，時刻在變化；但振幅是不變的。（2）位移是矢量，振幅是標(biāo)量，它等于最大位移的數(shù)值。新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解一、振幅全振動:振動物體從某一初始狀態(tài)開始，再次回到初始狀態(tài)（即位移、速度均與初態(tài)完全相同）所經(jīng)歷的過程。特點：一次全振動路程為振幅的4倍.新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解二、周期和頻率1.周期T:做簡諧運動的物體完成一次全振動所需要的時間。單位:s.2.頻率f:做簡諧運動的物體單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)。單位:Hz.3.關(guān)系：T＝1/f問題1：O—D—B—D—O是一個周期嗎？問題2：若從振子經(jīng)過C向右起，經(jīng)過怎樣的運動才叫完成一次全振動？問題3：如何測彈簧振子的周期?簡諧運動的周期與振幅有關(guān)嗎?新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解二、周期和頻率做一做測量小球振動的周期如圖，彈簧上端固定，下端懸掛鋼球。把鋼球從平衡位置向下拉一段距離A，放手讓其運動，A就是振動的振幅。給你一個停表，怎樣測出振子的振動周期T？用停表測出鋼球完成n個全振動所用的時間t，nt就是振動的周期。n的值取大一些可以減小測量誤差。再把振幅減小為原來的一半，用同樣的方法測量振動的周期。T=t/n換用不同的彈簧和小球，你發(fā)現(xiàn)有何不同？新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解二、周期和頻率結(jié)論：彈簧振子的周期由振動系統(tǒng)本身的質(zhì)量和勁度系數(shù)決定，而與振幅無關(guān)，所以常把周期和頻率叫做固有周期和固有頻率。實驗結(jié)果：3.振動周期與振子的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量較小時，周期較小。2.振動周期與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)較大時，周期較小。1.振動周期與振幅大小無關(guān)。新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解二、周期和頻率

可見，ω是一個與周期成反比、與頻率成正比的量，叫作簡諧運動的“圓頻率”。它也表示簡諧運動的快慢。于是

根據(jù)周期與頻率間的關(guān)系，則由此解出新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解二、周期和頻率(1)若t2－t1＝nT，則t1、t2兩時刻振動物體在同一位置，運動情況相同．(3)若t2－t1＝nT＋1/4T或t2－t1＝nT＋3/4T，則當(dāng)t1時刻物體到達(dá)最大位移處時，t2時刻物體到達(dá)平衡位置；當(dāng)t1時刻物體在平衡位置時，t2時刻物體到達(dá)最大位移處；若t1時刻物體在其他位置，t2時刻物體到達(dá)何處就要視具體情況而定。(2)若t2－t1＝nT＋1/2T，則t1、t2兩時刻，描述運動的物理量(x、F、a、v)均大小相等，方向相反．做簡諧運動的物體運動過程中的周期性新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解三、相位當(dāng)（ωt＋φ）確定時，sin（ωt＋φ）的值也就確定了，所以（ωt＋φ）代表了做簡諧運動的物體此時正處于一個運動周期中的哪個狀態(tài)。從x＝Asin（ωt＋φ）可以發(fā)現(xiàn)：“t+”

叫簡諧運動的相位。物理意義：表示簡諧運動所處的狀態(tài).

叫初相,即t=0時的相位.新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解三、相位相位差：兩個相同頻率的簡諧運動的相位差，簡稱相差。關(guān)于相位差Δφ＝φ2－φ1的說明：(1)取值范圍：－2π≤

≤2π.(2)

>0，表示振動2比振動1超前.

<0，表示振動2比振動1滯后．①同相：相位差為零，一般地為=2n(n=0,1,2,……)②反相：相位差為，一般地為=(2n+1)(n=0,1,2,……)新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解三、相位振幅角速度（圓頻率）相位初相位（平衡位置處開始計時）（最大位移處開始計時）新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解典例分析【典例1】如圖甲所示，彈簧振子以點O為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．t＝0.8s時，振子的速度方向向右 B．t＝0.2s時，振子在O點右側(cè)6cm處 C．t＝0.4s和t＝1.2s時，振子的加速度等大反向 D．t＝0.4s到t＝0.8s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸減小【正確答案】C新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解典例分析【典例2】（2021·廣東·高考真題）如圖所示，一個輕質(zhì)彈簧下端掛一小球，小球靜止。現(xiàn)將小球向下拉動距離A后由靜止釋放，并開始計時，小球在豎直方向做簡諧運動，周期為T。經(jīng)

時間，小球從最低點向上運動的距離_____

（選填“大于”、“小于”或“等于”）；在

時刻，小球的動能______（選填“最大”或“最小”）?！敬鸢浮啃∮?/p>

最大新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解典例分析【典例3】（2022·河北·臨城中學(xué)高二開學(xué)考試）如圖所示，質(zhì)量為m的物體A放置在質(zhì)量為M的物體B上，B與彈簧相連，它們一起在光滑水平面上做簡諧運動，振動過程中A、B之間無相對運動，A的下表面與B的上表面間的動摩擦因數(shù)為μ，彈簧的勁度系數(shù)為k。若滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，重力加速度大小為g，則該簡諧運動的最大位移為（）A．

B．

C．

D．【正確答案】C新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解典例分析【典例4】（2022·遼寧·建平縣實驗中學(xué)高三開學(xué)考試）水平彈簧振子，下端裝有一根記錄筆，記錄紙放置于水平桌而上，當(dāng)振子振動時，以速率v水平向左勻速拉動記錄紙，記錄筆在紙上留下如圖所示的圖像，y1、-y2、x1、x2為紙上印記的位置坐標(biāo)。下列說法正確的是（）A．改變拉動記錄紙的速率，可以改變彈簧振子的周期B．增大彈簧振子的振幅，彈簧振子的周期也會增大C．如圖所示，彈簧振子的振幅為D．如圖所示，彈簧振子的周期為【正確答案】D新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解典例分析【典例5】（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，半徑為R的圓盤邊緣有一釘子B，在水平光線下，圓盤的轉(zhuǎn)軸A和釘子B在右側(cè)墻壁上形成影子O和P，以O(shè)為原點在豎直方向上建立x坐標(biāo)系。t=0時從圖示位置沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動圓盤，角速度為ω，則P做簡諧運動的表達(dá)式為（）A．

B．C．

D．【正確答案】B新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)拓展延伸課堂小結(jié)布置作業(yè)新課導(dǎo)入知識講解典例分析【典例6】（2022·江蘇·泰州中學(xué)高二開學(xué)考試）在心電圖儀、地震儀等儀器工作過程中，要進(jìn)行振動記錄，如圖甲所示是一個常用的記錄方法，在彈簧振子的小球上安裝一支記錄用筆，在下面放一條白紙帶。當(dāng)小球振動時，勻速拉動紙帶（紙帶運動方向與振子振動方向垂直），筆就在紙帶上畫出一條曲線，如圖乙所示。（1）若勻速拉動紙帶的速度為1m/s，則由圖乙中數(shù)據(jù)算出振子的振動周期為多少？（2）作出P的振動圖像，并寫出對應(yīng)的振動方程；（3）若拉動紙帶做勻加速運動，且振子振動周期與原來相同，由圖丙中的數(shù)