简谐运动的描述
三维目标：
1．知识与技能
（1）知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。理解周期和频率的关系。
（2）知道振动物体的固有周期和固有频率，并正确理解与振幅无关。
（3）理解振动图像的物理意义，能利用图像求振动物体的振幅、周期及任意时刻的位移；会将振动图像与振动物体在某时刻位移与位置对应，并学会在
图象上分析与位移x有关的物理量。
（4）知道简谐运动的公式表示X=Asinwt，知道什么是简谐运动的圆频率，知
道简谐运动的圆频率和周期的关系。
2．过程与方法：
观察砂摆演示实验中拉动木板匀速运动，让学生学会这是将质点运动的位移按时间扫描的基本实验方法。
3．渗透物理方法的教育：
提高学生观察、分析、实验能力和动手能力，从而让学生知道实验是研究物理科学的重要基础。
教学重点：
振幅、周期和频率的物理意义；简谐运动图象的物理意义
教学难点：
理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关；振动图象与振动轨迹的区别；圆频率与周期的关系
教学器材：
弹簧振子，音叉，课件；砂摆实验演示：砂摆、砂子、玻璃板（或长木板）
教学方法：
实验观察、讲授、讨论，计算机辅助教学
教学过程设计:
1．新课引入
提问：简谐振运动的位移时间图象是什么？请同学画出
运动的特征是什么？
在圆周运动中，物体的运动由于具有周期性，为了研究其运动规律，我们引入了角速度、周期、转速等物理量。为了描述简谐运动，也需要引入新的物理量，即振幅、周期和频率、相位
2．新课讲授
一振幅、周期和频率（投影）
振幅：离开平衡位置的最大距离．
①是标量；②表示振动的强弱③振幅的两倍表示的是做振动的物体运动范围的大小
讲时：课件展示
周期和频率（用来描述周期性变化的物理量）表示振动快慢
全振动：完成一个完整的振动过程
周期：完成一次全振动所需的时间
单位：s
频率：单位时内完成全振动的次数
单位:Hz
两者关系：T=1/f
k
m T π2=（选） 注：周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关与振幅无关
二、相位
描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态
思路：课本上太大没操作性具体讲法结合表达式和单位圆
简谐运动的表达式
X=Asin(ωt+ψ)
说明1、哪个量代表振幅
2、哪个量代表周期（频率）
3、哪个量代表相位（重点初相位）
对应的值是振子的位移
单位圆模型：质点做匀速圆周运动，质点到平OA 的坐标为振动的位移 这是位移时间表达式的在由来X=Asin(ωt+ψ)；ω这角速度，ψ是计时时刻的与平衡位置所在直线的夹角
几何画板课件演示关系（振动和单位的关系，相位、初相位）
这样就把初相问题讲清楚了
相位差：两个具有相同频率的简谐运动的相位差
对不同频率的只到初相位
X
计算方法：1、写出表达式，
2、由（2－1）大于0则2的相位比1超前Δψ；
小于零则2的相位比1落后Δψ
例题：课后1、2题
类型：由图来找相位
由文字信息来画图
方法：写出表达式再画图（做图方法的价绍）
X
4、回故图象
两个时刻相差整周期，振动情况完全相同
两个时刻相差半周期的奇数倍，振动情况完全相反
小结：
课堂练习：课后练习1－3
课后作业：学案
教学反思：通过几画画板展示，培养学生的观察能力，和分析、综合、归纳能力，在关于相位用单位圆来讲解学生可以很清楚地明白初相位的本质意义。
第九章 简谐振动 填空题（每空3分） 质点作简谐振动，当位移等于振幅一半时，动能与势能的比值为 ，位移等于 时，动能与势能相等。（3:1,2A ） 9-2两个谐振动方程为()120.03cos (),0.04cos 2()x t m x t m ωωπ==+则它们的合振幅为 。（0.05m ） 9-3两个同方向同频率的简谐振动的表达式分别为X 1=×10-2cos(T π2t+4 π ) (SI) , X 2=×10-2cos(T π2t -43π) (SI) ,则其合振动的表达式为______(SI).( X=×10-2cos(T π2t+4 π ) (SI)) 9-4一质点作周期为T 、振幅为A 的简谐振动，质点由平衡位置运动到2 A 处所需要的最短时间为_________。（ 12 T ） 9-5 有两个同方向同频率的简谐振动，其表达式分别为 )4 cos(1π ω+ =t A x m 、 )4 3 cos(32πω+=t A x m ，则合振动的振幅为 。(2 A) 9-6 已知一质点作周期为T 、振幅为A 的简谐振动，质点由正向最大位移处运动到2 A 处所需要的最短时间为_________。 ( 6 T ) 9-7有两个同方向同频率的简谐振动，其表达式分别为 )75.010cos(03.01π+=t x m 、)25.010cos(04.02π-=t x m ，则合振动的振幅为 。 （0.01m ） 质量0.10m kg =的物体，以振幅21.010m -?作简谐振动，其最大加速度为2 4.0m s -?，通过平衡 位置时的动能为 ；振动周期是 。(-3 2.010,10s J π?) 9-9一物体作简谐振动，当它处于正向位移一半处，且向平衡位置运动，则在该位置时的相位为 ；在该位置，势能和动能的比值为 。（3π） 9-10质量为0.1kg 的物体，以振幅21.010m -?作谐振动，其最大加速度为14.0m s -?，则通过最大位移处的势能为 。（3210J -?） 9-11一质点做谐振动，其振动方程为6cos(4)x t ππ=+（SI ），则其周期为 。
第1章运动的描述 1．机械运动 运动：运动是宇宙中的普遍现象．从广义来讲，宇宙中的一切物体都是运动的，没有绝对静止的物体；从狭义来说，运动是指机械运动． 静止：一个物体相对于另一个物体的位置没有改变，我们就说它是静止的．静止都是相对运动而言的，不存在绝对静止的物体． 机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等形式． 2．参考系和坐标系 参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的某个物体叫参考系 对参考系应明确以下几点： ①对同一运动物体，选取不同的物体作参考系时，对物体的观察结果往往不同的． ②在研究实际问题时，选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化，能够使解题显得简捷． ③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动，所以通常取地面作为参照系． 坐标系：为了定量描述物体的位置及位置的变化而建立的参考系．（标明原点、正方向和单位长度） （1）要准确地描述物体的位置及位置变化，需要建立坐标系； （2）如果物体在一维空间运动（即沿一直线运动），只需建立直线坐标系（数轴）； 如果物体在二维空间运动（即在同一平面运动），需要建立平面直角坐标系； 如果物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系； 3．质点的认识 （1）定义：用来代替物体的有质量的点． ①质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量． ②质点没有体积或形状，因而质点是不可能转动的．任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点． ③质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点．同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析． （2）物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点． （3）突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法．质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型．
广东省2009届高三物理一轮复习学案 运动的描述 运动的基本概念 【知识要点】 一、描述运动的基本概念： 1．机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动。它包括平动、转动和振动等运动形式。 2．参考系：为了研究物体的运动而假定为不动的物体，叫做参考系。 对同一个物体的运动，所选择的参考系不同，对它的运动的描述就会不同。从原则上说,参考系可以任意选定，但一般应从解决问题的方便出发选择合适的物体作参考系。在不加特别说明的情况下，研究地面上物体的运动时,通常都取地面为参考系。 3．质点：质点是一种物理模型，用来代替物体的有质量的点叫做质点。实际物体能否看作质点，并不是由物体的大小来决定的。如在研究原子核外电子的运动时，微小的原子不能看作质点。而在研究地球绕太阳公转运动的规律时，巨大的地球却可以看作质点。这是一种突出主要因素、忽略次要因素的研究问题的科学思想方法。 4．时刻和时间：时刻指的是某一瞬时.在时间轴上用一个点来表示。对应的是位置、速度、动量、动能等状态量。时间是两时刻间的间隔。在时间轴上用一段线段来表示。对应的是位移、路程、冲量、功等过程量。 5．位移和路程：位移描述物体位置的变化，是从物体运动的初位置指向末位置的矢量.路程是物体运动轨迹的长度，是标量。 6．速度：是描述物体运动的方向和快慢的物理量。 (1)平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即t s v = ，单位：m/s ，其方向与位移的方向相同。它是对变速运动的粗略描述。 对于一般的变速直线运动，只能根据定义式t s v =求平均速度。对于匀变速直线运动可 根据2 0t v v v +=求平均速度。 (2)瞬时速度：运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，方向沿轨迹上该点的切线方向。瞬时速度是对变速运动的精确描述。瞬时速度的大小叫速率，是标量。 7．加速度：是描述速度变化快慢的物理量，是速度的变化和所用时间的比值（即速度的变化率）：a ＝t v ??，单位：m/s 2。加速度是矢量，它的方向与速度变化(Δv )的方向相同。 物体做加速直线运动还是做减速直线运动，判断的依据是加速度的方向和速度方向是相同还是相反。只要加速度方向跟速度方向相同(v ＞0 、a ＞0 或v ＜0 、 a ＜0)，物体的速度一定增大；只要加速度方向跟速度方向相反(v ＞0、a ＜0或v ＜0、a ＞0)，物体的速度一定减小。 加速度是表示速度（大小和方向）改变快慢的物理量。物体做变速直线运动时，其加速度方向与速度方向在同一直线上，该加速度表示速度大小改变的快慢；物体做匀速圆周运动时，加速度方向跟速度方向垂直，该加速度表示速度方向改变的快慢。当然，若加速度方向跟速度方向既不共线又不垂直，则物体速度的大小和方向均变化，加速度表示了速度（大小
简谐运动 一、本周内容： 1、简谐运动 2、振幅、周期和频率 二、本周重点： 1、简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度的变化规律 2、简谐运动中回复力的特点 3、简谐运动的振幅、周期和频率的概念 4、关于振幅、周期和频率的实际应用 二、知识点要点： 1、机械振动 （1）定义：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，简称振动。 （2）产生振动的条件： ①物体受到的阻力足够小 ②物体受到的回复力的作用 手施力使水平弹簧振子偏离平衡位置，感到振子受到一指向平衡位置的力，它总要使振子返回平衡位置，所以叫做回复力。回复力是根据力的作用效果命名的。回复力可以是弹力，也可以是其他的力，或几个力的合力，或某个力的分力。 （3）机械振动是一种普遍的运动形式，大至地壳振动，小至分子、原子的振动。 2、简谐运动 （1）定义：物体在跟位移的大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力作用下的运动，叫简谐运动 （2）条件：物体做简谐运动的条件是F=-kx，即物体受到的回复力F跟位移大小成正比，方向跟位移方向相反。 （3）对F=-kx的理解：对一般的简谐运动，k是一个比例常数，不同的简谐运动，K值不同，k是由振动系统本身结构决定的物理量，在弹簧振子中，k是弹簧的劲度系数。 3、简谐运动的特点 （1）回复力：物体在往复运动期间，回复力的大小和方向均做周期性的变化，物体处在最大位移处时的回复力最大，物体处于平衡位置时的回复力最小（为零），物体经过平衡位置时，回复力的方向发生改变。 （2）加速度：由力与加速度的瞬时对应关系可知，回复力产生的加速度也是周期性变化的，且与回复力的变化步调相同。 （3）位移：物体做简谐运动时，它的位移（大小和方向）也是周期性变化的，为研究问题方便，选取平衡位置位移的起点，物体经平衡位置时位移的方向改变。 （4）速度：简谐运动是变加速运动，速度的变化也具有周期性（包括大小和方向），物体经平衡位置时的速度最大，物体在最大位移处的速度为零，且物体的速度方向改变。 4、振幅（A） （1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，单位：m （2）作用：描述振动的强弱。 （3）振幅和位移的区别：对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的，位移是矢量，振幅是标量，它等于最大位移的大小。
一、第一章运动的描述易错题培优（难） 1．质点做直线运动的v-t 图象如图所示，则（） A．3 ~ 4 s 内质点做匀减速直线运动 B．3 s 末质点的速度为零，且运动方向改变 C．0 ~ 2 s 内质点做匀加速直线运动，4 ~ 6 s 内质点做匀减速直线运动，加速度大小均为 2 m/s2 D．6 s内质点发生的位移为 8 m 【答案】BC 【解析】 试题分析：矢量的负号，只表示物体运动的方向，不参与大小的比较，所以3 s～4 s内质点的速度负方向增大，所以做加速运动，A错误，3s质点的速度为零，之后开始向负方向运动，运动方向发生变化，B错误，图线的斜率表示物体运动的加速度，所以0～2 s内质点做匀加速直线运动，4 s～6 s内质点做匀减速直线运动，加速度大小均为2 m/s2，C正确，v-t图像围成的面积表示物体的位移，所以6 s内质点发生的位移为0，D错误， 考点：考查了对v-t图像的理解 点评：做本题的关键是理解v-t图像的斜率表示运动的加速度，围成的面积表示运动的位移，负面积表示负方向位移， 2．一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，在此过程中（） A．速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值 B．速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值 C．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将还要增大 D．位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移将不再减少 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 AB．一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，在此过程中，由于加速度的方向始终与速度方向相同，所以速度逐渐增大，当加速度减小到零时，物体将做匀速直线运动，速度不变，而此时速度达到最大值，故A错误，B正确。
简谐运动中路程和时间的关系 四川李同虎曾建明 简谐运动中质点运动路程和时间的关系既是教学的重点，又是教学的难点。由于二者 之间的关系比较复杂，学生做题时往往不能针对具体情况进行分析，千篇一律地用s＝t／T ×4A进行判断或计算而出错。下面对这一问题进行分析： 1．若质点运动时间t与周期T的关系满足t=nT（n＝1、2……），则s＝t／T×4A成立。 分析不论计时起点对应质点在哪个位置向哪个方向运动，经历一个周期就完成一次 全振动，完成任何一次全振动质点通过的路程都等于4A。 2．若质点运动时间t与周期T的关系满足t＝n×T／2（n＝1、2……），则s＝t／T ×4A成立。 分析当n为偶数时，即是上面1的情形。当n为奇数时，由简谐运动的周期性和对 称性知，不论计时起点对应质点在哪个位置向哪个方向运动，经历半个周期，完成半个全 振动，通过的路程一定等于2A。 3．若质点运动时间t与周期T的关系满足t＝T／4，此种情况最复杂，分三种情形 （1）计时起点对应质点在三个特殊位置（两个最大位移处，一个平衡位置），由简谐 运动的周期性和对称性知，S＝A成立。 （2）计时起点对应质点在最大位移和平衡位置之间，向平衡位置运动，则s＞A。 分析在图1中，设质点由D→O→E的运动时间t＝T／4，因O→B、D→O→E的时间相等，故D→O、E→B的时间相等；又质点在DO段的平均速度大于在EB段的平均速度，所以，路程，即s＞A。 （3）计划起点对应质点在最大位移处和平衡位置之间，向最大位移处运动，则S＜A。 分析在图2中，设质点由D→C→E的运动时间t＝T／4。因O→C、D→C→E的运动时间相等，故O→D、C→E的运动时间相等；又质点在OD段的平均速度大于在CE段的平均速度，所以，路程，即S＜A。 4．质点运动时间t为非特殊值，则需要利用简谐运动方程进行计算（对此种情况中学 物理不要求）。 例如图3为一做简谐运动质点的振动图像，试求：在t1＝0．5s至t2＝3．5s这段时间内质点运动的路程。
2018高中物理选修第一章知识点总结：简谐运动 2018高中物理选修第一章知识点总结：简谐运动 一．简谐运动 1、机械振动：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧来回做往复运动，叫做机械振动。机械振动产生的条件是：（1）回复力不为零。（2）阻力很小。使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力，回复力属于效果力，在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。 2、简谐振动：在机械振动中最简单的一种理想化的振动。对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解：（1）物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。（2）物体的振动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动，在高中物理教材中是以弹簧振子和单摆这两个特例来认识和掌握简谐振动规律的。 3、描述振动的物理量 描述振动的物理量，研究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能等物理量以外，为适应振动特点还要引入一些新的物理量。（1）位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做 位移。位移是矢量，其最大值等于振幅。（2）振幅A：做机械振 动的物体离开平衡位置的最大距离叫做振幅，振幅是标量，表示振动的强弱。振幅越大表示振动的机械能越大，做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。（3）周期T：振动物体完 成一次余振动所经历的时间叫做周期。所谓全振动是指物体从某一位置开始计时，物体第一次以相同的速度方向回到初始位置，叫做完成了一次全振动。（4）频率f：振动物体单位时间内完成全振 动的次数。（5）角频率：角频率也叫角速度，即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时，发现质点射影做的是简谐振动。因此处理复杂的简谐振动问题时，可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理，这种方法高考大纲不要求掌握。周期、频率、角频率的关系是：。（6）相位：表示振动步调的物理量。现行中学教材中只要求知道同相和反相两种情况。 4、研究简谐振动规律的几个思路：（1）用动力学方法研究，受力特征：回复力
精品 振动波动 一、例题 （一）振动 1.证明单摆是简谐振动，给出振动周期及圆频率。 2. 一质点沿x 轴作简谐运动，振幅为12cm ，周期为2s 。当t = 0时, 位移为6cm ，且向x 轴正方向运动。 求: (1) 振动表达式； (2) t = 0.5s 时，质点的位置、速度和加速度； (3)如果在某时刻质点位于x =-0.6cm ，且向x 轴负方向运动，求从该位置回到平衡位置所需要的时间。 3. 已知两同方向，同频率的简谐振动的方程分别为： x 1= 0.05cos (10 t + 0.75π) 20.06cos(100.25)(SI)x t π=+ 求：(1)合振动的初相及振幅. (2)若有另一同方向、同频率的简谐振动x 3 = 0.07cos (10 t +? 3 ), 则当? 3为多少时 x 1 + x 3 的振幅最大?又? 3为多少时 x 2 + x 3的振幅最小? （二）波动 1. 平面简谐波沿x 轴正方向传播，振幅为2 cm ，频率为 50 Hz ，波速为 200 m/s 。在t = 0时，x = 0处的质点正在平衡位置向y 轴正方向运动， 求：(1)波动方程 (2)x = 4 m 处媒质质点振动的表达式及该点在t = 2 s 时的振动速度。 2. 一平面简谐波以速度m/s 8.0=u 沿x 轴负方向传播。已知原点的振动曲线如图所示。求：（1）原点的振动表达式； （2）波动表达式； （3）同一时刻相距m 1的两点之间的位相差。 3. 两相干波源S 1和S 2的振动方程分别是1cos y A t ω=和2cos(/2)y A t ωπ=+。 S 1距P 点3个波长，S 2距P 点21/4个波长。求：两波在P 点引起的合振动振幅。
高一物理运动的描述专题复习 1、下列关于运动会的各种比赛中，能将人或物体看做质点的是( )C A、研究乒乓球比赛中王皓的旋球技术时 B、研究刘子歌在200米蝶泳比赛中的手臂动作时 C、研究万米冠军在长跑中的位置时 D、研究跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中的美妙姿态时参考系⑴定义：为了研究物体的运动而 的物体。⑵同一个物体的运动，如果选不同的物体作参考系，观察到的运动情况可能不相同。⑶参考系的选取原则上是任意的，但在实际问题中，以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为原则；研究地面上运动的物体，一般选取为参考系。 2、甲、乙两车在同一条公路上向东行驶，甲车的速度大于乙车的速度，这时（）BC A、以甲车为参考系，乙车在向东行驶 B、以甲车为参考系，乙车在向西行驶 C、以乙车为参考系，甲车在向东行驶 D、以乙车为参考系，甲车在向西行驶位移（1）位移是量（“矢”或“标” ）。 （2）意义：描述的物理量。 (3)位移仅与有关，而与物体运动无关。
路程（1）定义：指物体所经过的，路程是量。 注意区分位移和路程： 位移是表示质点位置变化的物理量，它是由质点运动的起始位置指向终止位置的矢量。位移可以用一根带箭头的线段表示，箭头的指向代表，线段的长短代表。而路程是质点运动路线的长度，是标量。只有做直线运动的质点且始终朝着一个方向运动时，位移的大小才与运动路程相等。 3、下列说法中，正确的是（）B A、质点做直线运动时，其位移的大小和路程一定相等 B、质点做曲线运动时，某段时间内位移的大小一定小于路程 C、两个质点位移相同，则它们所通过的路程一定相等 D、两个质点通过相同的路程，它们的位移大小一定相等 4、某人沿着半径为 R的水平圆周跑道跑了 1、75圈时，他的（）C A、路程和位移的大小均为 3、5πR B、路程和位移的大小均为R C、路程为 3、5πR、位移的大小为R D、路程为0、5πR、位移的大小为R时间和时刻时刻：表示某一瞬间，没有长短意义，在时间轴上用点表示，在运动中时刻与位置向相对应。时间间隔（时间）：指两个时刻间的一段间
一,机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动。简称为振动(1)平衡位置：物体振动时的中心位置,振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置叫平衡位置。 (2)机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫做机械振动,通常简称为振动。 (3)振动特点：振动是一种往复运动,具有周期性和重复性 讲解课件例题1 二,弹簧振子 研究振动也要从最简单、最基本的振动着手。简谐运动就是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。 弹簧振子（理想化模型） 演示气垫弹簧振子中滑块的振动实验 和学生一起观察、分析、讨论：①球和滑块的运动都是平动,可以看作质点。 ②弹簧的质量远远小于小球和滑块的质量,可以忽略不计。 ③忽略摩擦。 一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子。 （说明：在中学阶段只研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。小球或块称为振子。弹簧振子是一个理想化的模型,它忽略了一些次要的因素。） 三、弹簧振子的位移----时间图像
（1）位移 提问：什么是位移？ 强调机械振动中位移是指相对于平衡位置的位移,即物体的初位置为平衡位置。 例题分析：物体做机械振动时,位移的确定,并指出位移有正负之分。 （2）弹簧振子的位移时间图像的描绘。 利用多媒体课件,让学生动手画出相应图像,与教师对比。 讨论分析： ①图像特点 ②相应的应用 （3）图像画法的实际应用 多媒体展示。 四,简谐运动 定义：物体的位移随时间按正弦规律变化的机械振动 举例判断是否为简谐运动。 举例简谐运动在科技中的运用
一、机械振动： 1、定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动. 2、特点:对称性;周期性. 二、弹簧振子模型： 1.小球看成质点; 2.忽略弹簧质量; 3.忽略摩擦力、振动图像(x--t图象) 三、振动图像(x--t图象) 横坐标t—时间;纵坐标x—偏离平衡位置的位移.物理意义：描述物体的位移随时间变化的规律。 四、简谐运动： 1、定义:质点的位移随时间按正弦规律变化的振动. 2、图象:是一条正弦曲线
高中物理直线运动的描述和运动图像问题专题 1、直线运动图像有x-t ，v-t 和a-t 图像； 2、直线运动情况有静止、匀速直线、匀变速直线（匀加、匀减）、非匀变速直线运动（变加速直线：↑↑v a ,、↑↓v a ,、↓↑v a ,、↓↓v a ,）； 3、运动方向可分为：单一方向运动，往返运动，迂回前进运动； 4、初状态可分为：静止开始、具有一定初速度开始； 5、教学目的： ①掌握运动的描述；也就是如何描述一个物体的运动过程； ②学会运动建模；也就是通过带有箭头的线段对物体运动过程形象化； ③掌握图像的画法；根据想象或自己建立的模型画出相应图像； ④学会图像与图像间的相互转换； 一、图像t x -：（斜率代表：v ，x 的正负只代表方向，不代表大小） 1、运动描述原则： 先描述方向，再描述做什么运动，能详细尽量详细； 例1：如右图所示（单一方向单一运动）： ①静止； ②向正方向做匀速直线运动； ③向正方向做减速运动； ④向正方向做加速运动； 例2、如右图所示（单一方向匀速且周期变化运动）： ①2 00 T -，向正方向做匀速直线运动（假设速度为1v ）； ② 00 2 T T -，向正方向做匀速直线运动（假设速度为2v ）； ③2300T T -，以速度1v 向正方向做匀速直线运动； ④0022 3T T -，以速度2v 向正方向做匀速直线运动； 由图中斜率大小知：21v v >
例3、如右图所示（单一方向加减速且周期变化运动） ①2 00 T -，向正方向做减速直线运动； ② 00 2 T T -，向正方向做加速直线运动； ③2300T T -，向正方向做减速直线运动； ④0022 3T T -，向正方向做加速直线运动； 例4、如右图所示（匀速往返运动） ①2 00 T -，向正方向做匀速直线运动； ② 00 2 T T -，向负方向做匀速直线运动； ③2300T T -，向正方向做匀速直线运动； ④0022 3T T -，向负方向做匀速直线运动； 例5、如右图所示（加减速往返运动） ①2 00 T -，向正方向做加速直线运动； ② 00 2 T T -，向正方向做减速直线运动； ③2300T T -，向负方向做加速直线运动； ④0022 3T T -，向负方向做减速直线运动； 例6、如右图所示（匀速迂回前进运动） ①2 00 T -，向正方向做匀速直线运动； ② 00 2 T T -，向负方向做匀速直线运动； ③2 300T T -，向正方向做匀速直线运动；
基础夯实 1.(北京市重点中学12~ 13学年第一学期期中)判断下列说法正确的是( ) A .质点一定是体积、质量都极小的物体 B.当研究一列火车全部通过桥所需的时间，因为火车上各点的运动状态相同，所以可以将火车视为质点 C .研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面，自行车都不能被视为质点 D .地球虽大，且有自转和公转，但有时可被视为质点 答案：D 2.(江苏苏北教育联合体12~13学年第一学期期中联考)国庆长 假期间，小马和同学乘火车旅行，他乘坐的火车在某火车站停靠时，另一列货车正好也停靠在车站，小马正好奇地看着货车时，发现自己乘坐的火车在“后退”。疑惑间他看到了车站的站牌，发现自己乘坐的火车并没有运动，而是货车向前方开动了。小马和同学就这个话题进行了讨论，下列说法中正确的是( ) A.小马发现自己乘坐的火车在“后退”是以向前开动的货车为参考系 B.发现自己乘坐的火车并没有运动，是以车站的站牌为参考系 C .选取不同的参考系，对物体运动的描述往往是不同的 D .参考系必须选取地面 答案：ABC 3.研究下列现象，涉及的物体可看做质点的是( ) A .研究地球绕太阳运动的轨迹时 B.研究撬棒用力大小与支点位置关系 C .研究旋转的乒乓球旋转方向 D .研究旋转的电扇扇叶所受阻力大小的影响因素
答案：A 解析：研究地球绕太阳运动的轨迹时，由于地球的半径远小于日 地之间距离，所以地球可看做质点，支点位置影响撬棒用力大小，撬棒不可以看做质点，研究乒乓球如何旋转，不能看做质点，扇叶所受阻力与扇叶形状大小有关，不能看做质点，选A。 4. 随着城市现代化的发展，电梯越来越多的出现在人们生活中，为大家带来了快捷和便利。而观光电梯是适应人们的进一步需求而产生的，乘坐人员可以观看电梯外面的景色，享受现代设备带来的视觉感受。正在乘坐电梯下楼的一位同学看到身旁的大楼拔地而起，大声惊叫：“楼不是静止的吗？怎么动起来了？”对于大楼的“运动”情况，下列说法正确的是（） A .楼只能是静止的，不可能运动 B.楼实际在运动，不可能真的静止 C .看到楼在运动是以乘坐的电梯为参考系 D .看到楼静止是以地面（或地面上不动的物体）为参考系 答案：CD 解析：电梯向下运动过程中，距离地面越来越近，以电梯为参考系，感觉大楼是上升的，我们平时所说大楼是静止的，通常是以地面为参考系，A、 B 错，C、D 对。 5.（河北正定中学11?12学年高一上学期期中）2008年，北京奥运会圣火欢迎仪式在北京天安门广场举行。启动仪式上，中国国家主席胡锦涛把在中国的土地上点燃的第一支“祥云”火炬交给中国著名田径运动员刘翔。观察下图中的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰，关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法正确的是（旗杆和甲、乙两火炬手在同一地区）（）
一简谐运动 【教学目标】 1、知识目标 (1)了解什么是机械振动，知道机械振动是物体机械运动的另一种形式。 (2)知道简谐运动是一种理想化模型，知道什么是简谐运动以及物体在什么样的力作用下做简谐运动，知道判断简谐运动的方法以及研究简谐运动的意义。 (3)理解简谐运动的运动规律，掌握在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的规律，掌握简谐运动回复力的特征。了解简谐运动的若干实例。 2、能力目标 (1)通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力；通过相关物理量变化规律的学习，培养分析、推理能力。 (2)掌握建立物理模型的科学方法。通过对弹簧振子所做简谐运动的分析，得到了有关简谐运动的一般规律性的结论，使学生知道从个别到一般的思维方法。 (3)学会分析简谐运动的实例，提高学生理论联系实际的能力。 3、德育目标 (1)通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学，使学生认识到回复力和惯性是矛盾的两个对立面，正是这一对立面能够使物体做简谐运动。 (2)通过对简谐运动的分析，使学生知道各物理量之间的普遍联系，知道各物理量之间有密切的相互依存关系，学会用联系的观点来分析问题。 (3)渗透物理学方法的教育，运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动。 (4)培养学生实事求是的科学态度。 【教学重点】 简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。 【教学难点】 (1)偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆。 (2)物体做简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度等变化规律的分析总结。【教学方法】 实验演示、讨论与归纳、推导与列表对比、多媒体模拟展示 【教具准备】 一端固定的钢尺、单摆、音叉、小槌、水平弹簧振子、气垫式水平弹簧振子、竖直弹簧振子、CAI课件 【教学过程】 一、导入新课 我们已学习了物体在平衡力作用下的静止或匀速直线运动，在大小和方向都不变的恒力作用下的匀变速直线运动，在大小不变方向变化的变力作用下的匀速圆周运动。那么物
一、选择题： 1．3001：把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开，使摆线与竖直方向成一微小角度θ ，然后由静止放手任其振动，从放手时开始计时。若用余弦函数表示其运动方程，则该单摆振动的初相为 (A) π (B) π/2 (C) 0 (D) θ ［ ］ 2．3002：两个质点各自作简谐振动，它们的振幅相同、周期相同。第一个质点的振动方程为x 1 = A cos(ωt + α)。当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二个质点正在最大正位移处。则第二个质点的振动方程为： (A) )π21cos(2++=αωt A x (B) )π21cos(2-+=αωt A x (C) )π23cos(2-+=αωt A x (D) )cos(2π++=αωt A x ［ ］ 3．3007：一质量为m 的物体挂在劲度系数为k 的轻弹簧下面，振动角频率为ω。若把此弹簧分割成二等份，将物体m 挂在分割后的一根弹簧上，则振动角频率是 (A) 2 ω (B) ω2 (C) 2/ω (D) ω /2 ［ ］ 4．3396：一质点作简谐振动。其运动速度与时间的曲线如图所示。若质点的振动规律用余弦函数描述，则其初相应为 (A) π/6 (B) 5π/6 (C) -5π/6 (D) -π/6 (E) -2π/3 ［ ］ 5．3552：一个弹簧振子和一个单摆（只考虑小幅度摆动），在地面上的固有振动周期分别为T 1和T 2。将它们拿到月球上去，相应的周期分别为1T '和2T ' 。则有 (A) 11T T >'且22T T >' (B) 11T T <'且22T T <' (C) 11T T ='且22T T =' (D) 11T T ='且22T T >' ［ ］ 6．5178：一质点沿x 轴作简谐振动，振动方程为 )312cos(1042π+π?=-t x (SI)。从t = 0时刻起，到质点位置在x = -2 cm 处，且向x 轴正方向运动的最短时间间隔为 (A) s 81 (B) s 61 (C) s 41 (D) s 31 (E) s 21 ［ ］ 7．5179：一弹簧振子，重物的质量为m ，弹簧的劲度系数为k ，该振子作振幅为A 的简谐振动。当重物通过平衡位置且向规定的正方向运动时，开始计时。则其振动方程为： (A) )21/(cos π+=t m k A x (B) )21/cos(π-=t m k A x (C) )π21/(cos +=t k m A x (D) )21/cos(π-=t k m A x (E) t m /k A x cos = ［ ］ v 21
高中物理---运动的描述教案 一质点参考系和坐标系 （一）物体和质点(subject and mass point) 1 质点:不考虑物体的大小和形状,把物体简化为一个有质量的点 2 质点是一种科学的抽象,是一种理想化的模型 (理想化模型:指抓住问题主要因素,忽略次要因素,对实际问题近似的一种思想) 活动与交流 1.研究火车的各种运动情况时,哪些情况下需要考虑火车的长度?哪些情况不需要? 2.研究地球自转和地球绕太阳公转时,是否可以忽略地球的大小? 讨论交流 1.同一物体有时看做质点,有时又不能看做质点,要具体问题具体分析.如研究火车从北京到上海时,可把火车看做质点,不考虑火车的长度,而研究火车通过某一座桥时,这时就不能把火车看做质点 2.质点是用来代替物体的具有质量的点,任何转动的物体,在研究自转时,都不可简化为质点.所以在研究地球自转时,不可以忽略地球的大小,地球不能当做质点来处理. 质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点,但在研究地球绕太阳公转运动时,由于地球的直径比地球和太阳之间的距离小得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的大小可忽略不计,在这种情况下,地球当做质点来处理 3 物体看成质点条件 a)当物体上各部分运动情况都相同时,物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动,物体可看成质点 b)物体的大小、形状对所研究的问题可以忽略不计的情况下可看成质点 c)同一个物体在不同的问题中,有时可以当做质点,有时不能当做质的质点 实例分析 在下列运动中,研究对象可当做质点的有 A 远洋航行的巨轮 B 研究飞行中直升飞机上的螺旋浆的转动情况
高中物理-《简谐运动》教学设计 一、教学内容分析 简谐运动是高二物理第十一章机械振动第一节内容,也是本章的重点内容；本节内容是在学生学习了运动学、动力学及功和能的知识后而编排的,是力学的一个特例。机械振动是一种比较复杂的机械运动形式,对它的研究为以后学习电磁振荡、电磁波和光的本性奠定了知识基础。此外,机械振动的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。 简谐运动是匀速直线运动、匀变速直线运动和匀速圆周运动之后学生接触的又一种运动类型,从局部来看,简谐运动是变加速直线运动,从整体来看,简谐运动同匀速圆周运动一样是一种周期运动。因此,简谐运动是以往所学知识的一次大综合,它的运动是比较复杂的。同时简谐运动又是后面学习“波动”的基础。因此,学好简谐运动,掌握它的运动特点,搞清楚它与其它运动的联系与区别是非常重要的。 二、教学对象分析 刚升入高二的学生思维具有单一性、定势性,他们习惯于分析恒力作用下物体的单程运动,对振动过程的分析,学生普遍会感到有些困难,因此对变力作用下来回运动的振动过程的多量分析成为本节的教学难点。教学时要密切联系旧有的知识,引导学生利用演示和讲解,把突破难点的过程当成巩固和加深对旧有知识的理解应用过程,当成培养学生分析能力的过程,从而全面达到预期的教学目的和要求。 目前,学生学习物理的兴趣正在从直观—因果一概括认识转化,他们的思维也正在从形象向抽象转移,所以教学中通过演示使学生观察到振动的特点,运用类比引导学生建立理想模型,指导学生讨论振动中各物理量的变化规律,归纳出产生振动的原因,使学生全面理解教材。因此,这节课可采用综合运用直观演示、讲授、自学、讨论并辅以电教手段等多种形式的教学方法。教学中,加强师生间的双向活动,启发引导学生积极思维。由于本节内容中,要研究的物理量较多,教学容量大,教师要严格控制教学进度,顺利完成本节课的教学任务。 三、教学设计思想及策略 本节的特点之一是,第一次研究变力作用下产生变加速度的运动,这有助于学生对加速度概念的
第1次课专题复习—运动的描述 一、知识点（考点、难点） 1.参考系（A） （1）物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动。 （2）在描述一个物体运动时，选来作为标准的（即假定为不动的）另外的物体，叫做参考系。 对参考系应明确以下几点： ①对同一运动物体，选取不同的物体作参考系时，对物体的观察结果往往不同的。 ②在研究实际问题时，选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化，能够使解题显得简捷。 ③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动，所以通常取地面作为参照系 【例1】敦煌曲子中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁？看山恰是走来迎，仔细看山山不动，是船行。”其中“看山恰是走来迎”和“是船行”所选的参考系分 别是( ) A. 船和山 B. 山和船 C. 地面和山 D. 河岸和水流 【例2】下列说法正确的是（） A. 参考系是为了研究物体运动而选取 B. 宇宙中的物体有的静止，有的运动 C. 只能选取不动的物体作为参考系 D. 同一个运动对不同的参考系，其观察结果一定是不同的 2.质点（A）（1）用来代替物体的有质量的点。 （2）质点是一个理想化的物理模型，实际并不存在。 (3)物体能看做质点的条件 a)平动的物体(或者转动可忽略) b)物体的形状和大小对所研究问题的影响可忽略 【例3】在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（）A．研究地球绕太阳公转一周所需的时间 B．研究发球效果对乒乓球旋转情况的影响 C．把一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反 面朝上 D．评判花样滑冰运动员的动作是否达到优秀 3.路程和位移（A）
（1）位移是表示质点位置变化的物理量。路程是质点运动轨迹的长度。 （2）位移是矢量，可以用以初位置指向末位置的一条有向线段来表示。因此， 位移的大小等于物体的初位置到末位置的直线距离。路程是标量，它是质点运动轨迹的长度。因此其大小与运动路径有关。 （3）一般情况下，运动物体的路程与位移大小是不同的。只有当质点做单一方 向的直线运动时，路程与位移的大小才相等。图1-1中质点轨迹ACB 的长度是路程，AB 是位移S 。 （4）在研究机械运动时，位移才是能用来描述位置变化的物理量。路程不能用来表达物体的确切位置。比如说某人从O 点起走了50m 路，我们就说不出终了位置在何处。 【例4】 如图所示，某质点沿半径为r 的半圆弧由a 点运动到b 点，则它通过的 位移和路程分别是( ) A ．O ；O B ．2r ，向东； C ．2r ，向西； D ．2r ，向东；2r 4、时间和时刻 时刻是指某一瞬间,在时间轴上对应一个点, 与状态量（如瞬时速度）对应; 时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔，在时间轴上对应一段线段，与过程量（如平均速度、位移）对应。 【例5】 (多远)关于时间和时刻下列说法正确的是（ ） A ．时间间隔是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间 B ．“北京时间12点整”指的是时刻 C ．第2s 内和前2s 内指的是相等的两段时间间隔 D ．第4s 末就是第5s 初，指的是时刻；第4s 内指的是3s 末到4s 末这1s 的时间 5、速度、平均速度和瞬时速度 （1）表示物体运动快慢的物理量，它等于位移s 跟发生这段位移所用时间t 的 比值。即v=s/t 。速度是矢量，既有大小也有方向，其方向就是位移的方向。 （2）平均速度是粗略描述物体运动快慢的物理量。一个作变速运动的物体，如 果在一段时间t 内的位移为s, 则我们定义v=s/t 为物体在这段时间（或这段 B A B C 图1-1
第9章 振动学基础 复习题 1.已知质点的振动方程为)cos( ?ω+=t A x ，当时间4 T t =时 (T 为周期)，质点的振动速度为: （A ）?ωsin A v -= （B ）?ωsin A v = （C ）?ωcos A v = （D ）?ωcos A v -= 2．两个分振动的位相差为2π时，合振动的振幅是： A.A 1+A 2; B.| A 1-A 2| C.在.A 1+A 2和| A 1-A 2|之间 D.无法确定 3．一个做简谐运动的物体，在水平方向运动，振幅为8cm ，周期为0.50s 。t =0时，物体位于离平衡位置4cm 处向正方向运动，则简谐运动方程为 . 4.一质点沿x 轴作简谐振动，振动方程为 )3 2cos(10 42 π π+ ?=-t x m 。从t = 0时刻起， 到质点位置在x = -2 cm 处，且向x 轴正方向运动的最短时间间隔为 . 5．一个简谐振动在t=0时位于离平衡位置6cm 处，速度v =0，振动的周期为2s ，则简谐振动的振动方程为 . 6.一质点作谐振动，周期为T ，当它由平衡位置向 x 轴正方向运动时，从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为 . 7.一个质量为0.20kg 的物体作简谐振动，其振动方程为)2 5cos(6.0π -=t x m ，当振动动 能和势能相等时振动物体的位置在 A ．3.0±m B ．35.0± m C ．42.0±m D ．0 8．某质点参与)4 3cos(41π π+ =t x cm 和)4 3cos(32π π- =t x cm 两个同方向振动的简谐 振动，其合振动的振幅为 9. 某质点参与)2 2cos(101π π+ =t x cm 和)2 2cos(41π π- =t x cm 两个同方向振动的简谐 运动，其合振动的振幅为 ; 10．一个作简谐振动的物体的振动方程为cm t s )3 cos(12π π-=,当此物体由cm s 12-=处 回到平衡位置所需要的最短时间为 。 11.一个质点在一个使它返回平衡位置的力的作用下，它是否一定作简谐运动？ 12.简谐振动的周期由什么确定？与初始条件有关吗？ 14. 两个同方向同频率的简谐振动合成后合振动的振幅由哪些因素决定？ 15.两个同方向不同频率的简谐振动合成后合振动是否为简谐振动？ 教材习题 P/223: 9-1，9-2，9-3，9-4 9-10，9-12，9-18
高中物理--运动的描述检测题（含答案） 第I卷（选择题） 一、选择题 1.（单选）关于加速度的概念,以下说法中正确的是（） A．物体运动加速度的方向与初速度方向相同,物体的运动速度将增大 B物体运动加速度的大小表示了速度变化的大小 C．加速度的正负表示了物体运动的方向 D．做匀变速直线运动的物体速度增大的过程中,它的加速度一定为正值 2.（单选）有下列几种情况,请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法是（） ①高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车； ②点火后即将升空的火箭； ③太空的空间站在绕地球匀速转动； ④运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶． A因为轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大 B因为火箭还没运动,所以加速度为零 C．因为空间站速度大小不变,所以加速度为零 D．高速行驶的磁悬浮列车,因为速度很大,所以加速度也一定很大 3.（单选）两个做匀变速直线运动的质点,下列说法中正确的是（） A经过相同的时间,速度大的质点加速度必定大 B若初速度相同,速度变化大的质点加速度必定大 C若加速度相同,初速度大的质点的末速度一定大 D相同时间里,加速度大的质点速度变化必定大 4.（单选）甲、乙两人同时由相同位置A沿直线运动到同一位置B,甲先以速度v1匀速运动了一半路程,然后以速度v2匀速走完了剩下的后一半路程；乙在由A地运动到B地的过程中,前一半时间内运动速度为v1,后一半时间内乙的运动速度为v2,若v1＜v2,则甲与乙相比较（）A．甲先到达B地 B．乙先到达B地 C．只要v1、v2取值合适,甲、乙两人可以同时到达 D．以上情况都有可能
5.（单选）有一个物体做加速度与速度方向一致的直线运动,下列说法中不可能的是（） A.物体的某时刻的瞬时速度很大,但加速度却很小 B.物体的某时刻加速度很大,但瞬时速度却很小 C.物体的加速度在增大,但速度却在减小 D.物体的速度不断增大,加速度保持不变 6.（单选）如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美．请问摄影师选择的参考系是（） A.大地 B.太阳 C.滑板运动员 D.步行的人 7.（单选）如图所示是汽车的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化．开始时指针指示在如图甲所示位置,经过8s后指针指示在如图乙所示位置,若汽车做匀加速直线运动,那么它的加速度约为（） A.11 m/s2 B.5.0 m/s2 C.1.4 m/s2 D.0.6 m/s2 8.（单选）2010年10月1日18时59分,“嫦娥”二号探月卫星在西昌卫星发射中心发射升空,如图是火箭点火升空瞬间的照片．关于这一瞬间火箭的速度和加速度的判断,下列说法正确的是（）