【優(yōu)化方案】高中物理 第11章 第二節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述 新人教選修34

第二節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述整理課件課前自主學(xué)案核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課標(biāo)定位知能優(yōu)化訓(xùn)練

第二節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述整理課件課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道什么是振幅、周期、頻率和相位．2．理解并掌握周期和頻率的關(guān)系以及簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式．3．理解相位的物理意義．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.理解振幅、周期、頻率和相位的物理意義，振幅和位移的區(qū)別．2．會(huì)根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式指出振幅、頻率及相位，理解相位的物理意義．整理課件課前自主學(xué)案一、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量1．振幅(A)(1)定義：振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的___________．(2)物理意義：振幅是表示______________的物理量，它是標(biāo)量，振幅的兩倍表示的是做振動(dòng)的物體_____________的大?。畲缶嚯x振動(dòng)強(qiáng)弱運(yùn)動(dòng)范圍整理課件2．周期(T)和頻率(f)(1)全振動(dòng)：振子以相同的________相繼通過(guò)同一位置所經(jīng)歷的過(guò)程．振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)全振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程等于________的振幅．不管以哪里作為開(kāi)始研究的起點(diǎn)，彈簧振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)間總是___________的．(2)周期：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，完成____________所需要的時(shí)間．(3)頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)．速度4倍相等一次全振動(dòng)整理課件(4)物理意義：周期和頻率都是表示物體振動(dòng)__________的物理量，周期越小，頻率越______，表示物體振動(dòng)得越___________，周期與頻率的關(guān)系是_____________

(用公式表示)．3．相位：在物理學(xué)中，周期性運(yùn)動(dòng)在各個(gè)時(shí)刻所處的_________用不同的相位來(lái)描述．快慢大快狀態(tài)整理課件二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的一般表達(dá)式為_(kāi)_________________．式中______表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅，______是一個(gè)與頻率成正比的量，也表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的快慢，叫做圓頻率，_________代表簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位，φ表示t＝0時(shí)的相位，叫做_____________．x＝Asin(ωt＋φ)Aωωt＋φ初相位整理課件核心要點(diǎn)突破一、對(duì)振動(dòng)特征量關(guān)系的理解1．對(duì)全振動(dòng)的理解正確理解全振動(dòng)的概念，應(yīng)注意把握振動(dòng)的五種特征．(1)振動(dòng)特征：一個(gè)完整的振動(dòng)過(guò)程．(2)物理量特征：位移(x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同時(shí)與初始狀態(tài)相同．(3)時(shí)間特征：歷時(shí)一個(gè)周期．(4)路程特征：振幅的4倍．(5)相位特征：增加2π.整理課件2．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中振幅和幾個(gè)常見(jiàn)量的關(guān)系(1)振幅和振動(dòng)系統(tǒng)的能量關(guān)系對(duì)一個(gè)確定的振動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)能量?jī)H由振幅決定，振幅越大，振動(dòng)系統(tǒng)能量越大．(2)振幅與位移的關(guān)系振動(dòng)中的位移是矢量，振幅是標(biāo)量，在數(shù)值上，振幅與某一時(shí)刻位移的大小可能相等，但在同一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中振幅是確定的，而位移隨時(shí)間做周期性的變化．整理課件(3)振幅與路程的關(guān)系振動(dòng)中的路程是標(biāo)量，是隨時(shí)間不斷增大的．其中常用的定量關(guān)系是：一個(gè)周期內(nèi)的路程為4倍的振幅，半個(gè)周期內(nèi)的路程為2倍的振幅．(4)振幅與周期的關(guān)系在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，一個(gè)確定的振動(dòng)系統(tǒng)的周期(或頻率)是固定的，與振幅無(wú)關(guān)．整理課件特別提醒：(1)振幅大，振動(dòng)物體的位移不一定大，但其最大位移一定大．(2)求路程時(shí)，首先應(yīng)明確振動(dòng)過(guò)程經(jīng)過(guò)了幾個(gè)整數(shù)周期，再具體分析最后不到一周期時(shí)間內(nèi)的路程，兩部分相加即為總路程．整理課件即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1.如圖11－2－1所示，彈簧振子在BC間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，BO＝OC＝5cm，若振子從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是1s，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動(dòng)B．振動(dòng)周期是1s，振幅是10cmC．經(jīng)過(guò)兩次全振動(dòng)，振子通過(guò)的路程是20cmD．從B開(kāi)始經(jīng)過(guò)3s，振子通過(guò)的路程是30cm圖11－2－1整理課件解析：選D.振子從B→O→C僅完成了半次全振動(dòng)，所以周期T＝2×1s＝2s，振幅A＝BO＝5cm.振子在一次全振動(dòng)中通過(guò)的路程為4A＝20cm，所以兩次全振動(dòng)中通過(guò)的路程為40cm,3s的時(shí)間為1.5T，所以振子通過(guò)的路程為30cm.整理課件整理課件4．式中(ωt＋φ)表示相位，描述做周期性運(yùn)動(dòng)的物體在各個(gè)不同時(shí)刻所處的不同狀態(tài)，是描述不同振動(dòng)的振動(dòng)步調(diào)的物理量．它是一個(gè)隨時(shí)間變化的量，相當(dāng)于一個(gè)角度，相位每增加2π，意味著物體完成了一次全振動(dòng)．5．式中φ表示t＝0時(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所處的狀態(tài)，稱為初相位或初相．整理課件6．相位差：即某一時(shí)刻的相位之差．兩個(gè)具有相同ω的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，設(shè)其初相分別為φ1和φ2，其相位差Δφ＝(ωt＋φ2)－(ωt＋φ1)＝φ2－φ1.特別提醒：相位差的取值范圍一般為－π≤Δφ≤π，當(dāng)Δφ＝0時(shí)兩運(yùn)動(dòng)步調(diào)完全相同，稱為同相，當(dāng)Δφ＝π(或－π)時(shí)，兩運(yùn)動(dòng)步調(diào)相反，稱為反相．整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)3．一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T，則(

)A．若t時(shí)刻和(t＋Δt)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)的位移大小相等、方向相同，則Δt一定等于T的整數(shù)倍B．若t時(shí)刻和(t＋Δt)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)的速度大小相等、方向相反，則Δt一定等于T/2的整數(shù)倍C．若Δt＝T，則在t時(shí)刻和(t＋Δt)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)的加速度一定相等D．若Δt＝T/2，則在t時(shí)刻和(t＋Δt)時(shí)刻彈簧的長(zhǎng)度一定相等整理課件解析：選C.此題若用圖象法來(lái)解決將更直觀、方便．設(shè)彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖所示．B、C兩點(diǎn)的位移大小相等、方向相同，但B、C兩點(diǎn)的時(shí)間間隔Δt≠nT(n＝1,2,3，…)，A錯(cuò)誤；B、C兩點(diǎn)的速度大小相等、方向相反，但Δt≠nT/2(n＝1,2,3，…)，B錯(cuò)誤；因?yàn)锳、D兩點(diǎn)的時(shí)間間隔Δt＝T，A、D兩點(diǎn)的位移大小和方向均相等，所以A、D兩點(diǎn)的加速度一定相等，C正確；A、C兩點(diǎn)的時(shí)間間隔Δt整理課件＝T/2，A點(diǎn)與C點(diǎn)位移大小相等、方向相反，在A點(diǎn)彈簧是伸長(zhǎng)的，在C點(diǎn)彈簧是壓縮的，所以在A、C兩點(diǎn)彈簧的形變量大小相同，而彈簧的長(zhǎng)度不相等，D錯(cuò)誤．整理課件課堂互動(dòng)講練類型一描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量的求解

彈簧振子從距離平衡位置5cm處由靜止釋放，4s內(nèi)完成5次全振動(dòng)．(1)這個(gè)彈簧振子的振幅為_(kāi)_________cm，振動(dòng)周期為_(kāi)_______s，頻率為_(kāi)_______Hz.(2)4s末振子的位移大小為多少？4s內(nèi)振子運(yùn)動(dòng)的路程為多少？(3)若其他條件不變，只是使振子改為在距平衡位置2.5cm處由靜止釋放，該振子的周期為多少秒？例1整理課件整理課件(3)彈簧振子的周期是由彈簧的勁度系數(shù)和振子質(zhì)量決定的，其固有周期與振幅大小無(wú)關(guān)，故周期仍為0.8s.【答案】見(jiàn)精講精析【方法總結(jié)】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期和頻率與振幅大小無(wú)關(guān)．整理課件例2類型二簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程整理課件【答案】

CD整理課件整理課件答案：AD整理課件一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，當(dāng)它經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)0.3s，第一次到達(dá)M點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)0.2s第二次到達(dá)M點(diǎn)，則彈簧振子的周期為(

)A．0.53s

B．1.4sC．1.6s D．3s類型三簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱性的應(yīng)用例3整理課件【思路點(diǎn)撥】振子通過(guò)O點(diǎn)的速度方向有兩種可能，一種是從O指向M，另一種是背離M.再利用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性找出周期與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系．整理課件圖11－2－2整理課件【答案】

AC【方法總結(jié)】認(rèn)真分析題意，畫(huà)出振子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程示意圖，防止漏解．整理課件變式訓(xùn)練2質(zhì)點(diǎn)沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)