10-第二章-2.简谐运动的描述-2024-2025学年高二物理选择性必修第一册(人教版)配套课件.pptxVIP

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;1.理解简谐运动的振幅、周期、频率、相位和初相位的概念。

2.知道周期和频率的关系。

3.知道简谐运动的表达式,掌握表达式中各物理量的意义,体会数形结合思想的应用。

4.通过实例观察探究测量物体振动周期的方法。;1.振幅

(1)定义:振动物体离开平衡位置的________,叫作振动的振幅。用A表示,国际单位为米(m)。

(2)物理意义:振幅是描述振动____大小的物理量;振动物体的运动范围是振幅的____。;2.全振动

类似于O→M→O→M′→O的一个______振动过程称为一次全振动。;?;提醒简谐运动的频率不是用来描述振动物体某时刻运动快慢的物理量,而是用来描述一次全振动快慢的物理量。;如图所示为一个水平弹簧振子,振动周期为T,振幅为A,O点为其平衡位置,B、C点为振动的最大位移处,tOD=tDC,E点与D点关于O点对称。;问题1振子经历DCDOBOD过程的时间是多少?通过的路程是多少?位移是多少?;问题3振子经历C→O、O→B两过程的时间分别是多少?通过的路程分别是多少?位移分别是多少?;1.全振动的四个特征

(1)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。

(2)时间特征:历时一个周期。

(3)路程特征:振幅的4倍。

(4)相位特征:增加2π。;2.简谐运动中振幅与位移、路程、周期的关系;振幅与路程;【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4A

C.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。;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。;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:;?;?;?;【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。;?;[母题变式]

在上例中,t=0.05s时两质点的位移分别是多大?;?;?;4.某简谐运动的位移-时间图像如图所示,下列说法正确的是()

A.简谐运动的振幅为4cm

B.简谐运动的周期为0.4s

C.位移-时间图像就是振动质点的运动轨迹

D.图像中A点对应时刻,质点速度方向沿x轴负方向;1.(多选)如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C间振动,不考虑摩擦,则()

A.从B→O→C→O→B为一次全振动

B.从O→B→O→C→B为一次全振动

C.从C→O→B→O→C为一次全振动

D.B、C两点关于O点对称;ACD[O点为平衡位置,B、C为两侧最远点,则从B起经O、C、O、B的路程为振幅的4倍,为一次全振动,A正确;若从O起经B、O、C、B的路程为振幅的5倍,超过一次全振动,B错误;若从C起经O、B、O、C的路程为振幅的4倍,为一次全振动,C正确;因不考虑弹簧振子的系统的摩擦,所以它的振幅一定,故B、C两点

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