高二物理机械振动 简谐运动及相关动画 人教版

高二物理简谐振动 振幅、周期、频率 知识精讲 人教版一. 本周教学内容：第九章 第一节 简谐振动 第二节 振幅、周期、频率二. 知识要点：知道什么是简谐运动以与物体做简谐运动回复力特点，理解位移和回复力的概念，理解简谐运动在一次全振动中位移、回复力、加速度和速度的变化情况。

理解弹簧振子概念与实际物体运动抽象为弹簧振子的条件。

理解回复力kx F -=的意义。

知道振幅、周期、频率是描述振动整体特征的物理量，知道它们的物理意义，理解振幅和位移的区别，理解周期和频率的关系，知道什么是固有周期和固有频率。

三. 重点、难点解析： 1. 机械振动：物体〔或物体的一局部〕在某一位置附近做往复运动，叫做机械振动，简称振动。

物体受力满足2条才能做振动①是每当物体离开振动的中心位置就受到回复力作用力；②是运动中其它阻力足够小。

描述振动的名词。

① 平衡位置：物体振动停止时的位置也就是静止平衡的位置。

② 回复力：振动物体离开平衡位置就受到一个指向平衡位置的力，叫回复力。

回复力是力的作用效果命名的。

它可以是一个力，也可以是某个力的分力或者几个力的合力。

只要物体离开平衡位置回复力就不为零，方向指向平衡位置。

③ 振动位移：以平衡位置为原点〔起点〕的位移。

数值为从平衡到振动物体达到的位置的直线距离方向由平衡位置指向物体位置。

④ 一次全振动：物体以一样的速度经某位置，又以一样的速度回到同一位置，叫完成一次全振动。

2. 简谐振动：① 弹簧振子：一轻弹簧连接一质点，质点运动时不受摩擦阻力。

这样的装置叫弹簧振子。

弹簧振子沿水平方向运动过程分析，取水平坐标轴，平衡位置为原点。

弹簧处原长状③ 回复力：kx F -=。

④ 简谐运动的定义：质点在跟偏离平衡位置的位移成正比，并总指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐运动。

⑤ 简谐运动的动力学特征：kx F -=。

⑥ 运动学特征：x mka -=是变加速运动。

⑦ 整体特征与运动学量变化规律：位移、加速度、速度都按周期性变化。

高二物理第九章机械振动第一、二、三节人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：第九章 机械振动第一节 简谐振动 第二节振幅、周期和频率 第三节 简谐运动的图象二. 知识要点： 〔一〕简谐振动1. 机械振动的定义：物体在某一中心位置两侧所做的往复运动。

2. 回复力的概念：使物体回到平衡位置的力。

注意：回复力是根据力的效果来命名的，可以是各种性质的力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。

3. 简谐运动概念：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动。

特征是：kx F -=；m kx a /-=。

〔特例：弹簧振子〕4. 简谐运动中位移、回复力、速度、加速度的变化规律。

〔参看课本〕〔1〕振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置、大小为这两位置间的直线距离，在两个“端点〞最大，在平衡位置为零。

〔2〕加速度a 的变化与回F 的变化是一致的，在两个“端点〞最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置。

〔3〕速度大小v 与加速度a 的变化恰好相反，在两个“端点〞为零，在平衡位置最大。

除两个“端点〞外任一个位置的速度方向都有两种可能。

〔二〕振幅、周期、频率1. 振幅A 的概念：振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。

它是描述振动强弱的物理量。

2. 周期和频率的概念：振动的物体完成一次全振动所需的时间称为振动周期，单位是秒；单位时间内完成的全振动的次数称为振动频率，单位是赫兹。

周期和频率都是描述振动快慢的物理量。

注意：全振动是指物体先后两次运动状态．．．．．．．．〔位移和速度〕完全一样．．．．所经历的过程。

振动物体在一个全振动过程通过的路程等于4个振幅。

3. 周期和频率的关系：fT 1=4. 固有频率和固有周期：物体的振动频率，是由振动物体本身的性质决定的，与振幅的大小无关，所以叫固有频率。

振动周期也叫固有周期。

〔三〕简谐运动的图象 1. 简谐运动的图象：〔1〕作法：以横轴表示时间，纵轴表示位移，根据实际数据取单位，定标度，描点。

高二物理有关简谐运动的几个问题知识精讲二 人教版一. 本周教学内容：有关简谐运动的几个问题〔二〕〔一〕巧用简谐运动中的对称性解题做简谐运动的物体其运动具有对称性，因此描述简谐运动的一些物理量也具有对称性，假设能灵活运用这一点来解决简谐运动问题，常能收到出奇制胜的效果。

下面举例说明，以供同学们参考。

1. 巧用时间的对称性[例1] 如图1所示，一质点在平衡位置O 点两侧做简谐运动，在它从平衡位置O 出发向最大位移A 处运动过程中经s 15.0第一次通过M 点，再经s 1.0第2次通过M 点。

如此此后还要经多长时间第3次通过M 点，该质点振动的频率为多大？图1解析：由于质点从A M →和从M A →的时间是对称的，结合题设条件可知A M →所需时间为s 05.0，所以质点从平衡位置A O →的时间为s s t t t MA OM OA 2.0)05.015.0(=+=+=，又因为4T t OA =，所以质点的振动周期为s T 8.0=，频率Hz Tf 25.11==。

根据时间的对称性可知O M →与M O →所需时间相等为s 15.0，所以质点第3次通过M 点所需时间为s t T t OM 7.022=+=。

2. 巧用加速度的对称性[例2] 如图2所示，小球从竖直立在地面上的轻弹簧的正上方某处自由下落，接触弹簧后将弹簧压缩，全过程中弹簧为弹性形变。

试比拟弹簧压缩到最大时的加速度a 和重力加速度g 的大小。

图2解析：小球和弹簧接触后做简谐运动，如图2所示，点B 为弹簧为原长时端点的位置。

小球的重力与弹簧的弹力的大小相等的位置O 为平衡位置。

点A 为弹簧被压缩至最低点的位置〔也就是小球做简谐振动的最大位移处〕，点A '为与A 对称的位移〔也是最大位移处〕。

由对称性可知，小球在点A 和点A '的加速度的大小相等，设为a ，小球在点B 的加速度为g ，由图点B 在点A '和O 之间 ，所以g a >。

2019-2020年高二物理（人教大纲版）第二册第九章机械振动一、简谐运动(第一课时)从容说课本节内容讲述简谐运动的相关知识.它既与前面所学的运动学知识有联系,又与它们有区别.从形式上看都属于机械运动，但它较前面的直线运动、曲线运动要复杂得多，它所遵循运动规律需要从本节课中得出.在本节课中.我们以弹簧振子为模型来初步探讨简谐运动的周期性、受力、加速度及速度的变化情况，为学生以后的学习打下基础．根据本节内容的特点，对本节教学目标定位如下：1.知道什么是简谐运动。

简谐运动的受力特点．2.理解简谐运动的周期性，并能从实例中正确描述出一次全振动．3.知道简谐运动中回复力、加速度、速度随位移变化的规律．本节课的教学重点定位于：1.简谐运动的回复力的分析及特点．2.简谐运动中速度、加速度、位移的变化规律的分析与总结．本节课的教学难点定位于：对回复力的理解．结合本节的特点,对本节课的教学采用实验演示为主,分析讲解为辅的教学模式,通过实验，让学生自己从实验中分析出简谐运动的有关特点.教师只起引导的作用,充分体现学生的主导地位．对本节课教学程序设计如下：实验导人→实验观察→规律总结→知识应用→小结．教学目标一、知识目标1.知道什么是简谐运动，知道简谐运动的受力特点．2.理解简谐运动的周期性.并能从运动中正确描述出一次全振动．3.知道简谐运动中回复力、加速度、速度随位置变化的规律．二、能力目标1.通过对弹簧振子运动的观察、分析，培养学生的分析、理解能力．2.通过对弹簧振子的讲解。

培养学生建立理想化模型的能力．三、德育目标1.通过对简谐运动周期性的学习，引导学生理解对称的特点,树立“对称美”的美学观点．2.通过对回复力和惯性的比较，培养学生用“对立统一”的观点分析问题的能力．教学重点1.简谐运动中回复力的分析及特点．2.简谐运动中速度、加速度、位移变化规律的分析与总结．教学难点对回复力的理解．教学方法实验演示法，分析、归纳法，多媒体演示教学．教学用具投影片、弹簧振子、CAI课件．课时安排1课时教学过程一、新课导入自然界中物体的运动形形色色，下面我们就一起来观察这样一种运动．[演示弹簧振子的运动]今天我们就共同来学习这种运动．二、新课教学(一)机械振动基础知识学生观察弹簧振子的振动后回答下列问题：1.请同学们从生活中举出一些类似于弹簧振子运动的实例．2.这些运动有哪些共同的地方?3.这些物体为什么会做这样的运动?学生思考后得出结论：1.学生可能举出的实例有：①公园里儿童在蹦蹦床上的运动．②地震时地面的运动．③树枝在风中的摆动．2.这些运动所具有的共同点是：①这些运动都具有往复性。