振动大学物理教案

一.选择题、填空题

1.一质点作简谐振动,振动方程为x=Acos(t ＋) ,当时间t=T  2(T为周期) 时,质点的速度为B

A. Asin .

B. Asin .

C. Acos .

D. Acos.

2.两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x1=Acos( t＋). 当第一个质点从相对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位移处, 则第二个质点的振动方程为B

(A) x2=Acos( t＋ +/2) .

(B) x2=Acos( t＋ /2) .

(C) x2=Acos( t＋ －3 /2) .

(D) x2=Acos( t＋ + ) .

3.一个质点作简谐振动，振辐为A，在起始时刻质点的位移为A/2，且向x轴的正方向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为图16.1中哪一图？B

4.一质点沿x轴作简谐振动，振动范围的中心点为x轴的原点. 已知周期为T,振幅为A.

(1)若t=0时质点过x=0处且朝x轴正方向运动,则振动方程为x= .

(2)若t=0时质点处于x=A/2处且朝x轴负方向运动,则振动方程为x= .

5.用余弦函数描述一简谐振动,已知振幅为A,周期为T,初位相=－/3,则振动曲线为图17.2中哪一图？A

6.一质点作谐振动,振动方程为x=Acos(t+),在求质点振动动能时,得出下面5个表达式：C

(1) (1/2) m 2A2sin2 (t+);

(2) (1/2) m2A2cos2 (t+); (C) (B) (A) (D) O

x 

－A/2 A

O x A/2



A x O A/2

A 

O x

A  －A/2

图16.1

x

t O A A/2

－A/2 T/2 (A)

物理3-4第十一章机械振动（全章教案）

第一篇：物理3-4第十一章机械振动(全章教案)

高二物理选修3-4教案

第十一章

机械振动

§11．1简谐运动

教学目标：

（一）知识与技能

（1）了解什么是机械振动、简谐运动

（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。

（二）过程与方法

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

（三）情感、态度与价值观

通过观察演示实验，培养学生探究精神

教学重点：

使学生掌握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：

偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化 课型：启发式的讲授课 教具：

钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源 教学过程

一、新课引入

我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。

1．机械振动

振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？

二、新课讲授

微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动„„这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？

【演示实验】

（1）一端固定的钢板尺[见图（a）]（2）单摆[见图（b）]（3）弹簧振子[见图（c）（d）]

（4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图（e）]

【提问】这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的„„它们的运动有什么共同特征？

【归纳】物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。

2．简谐运动

简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。（1）弹簧振子

演示实验：气垫弹簧振子的振动

【讨论】a．滑块的运动是平动，可以看作质点

大 学 物 理 简 明 教 程 教 案

1

大学物理学

授课章节 第4章 机械振动 机械波

教学目的 1. 理解描述简谐振动的三个重要参量：振幅、周期（频率、圆

频率）、相位（初相位），能熟练确定这三个参量，特别是相位和初

相位。

2. 掌握描述简谐振动的旋转矢量法；

3. 理解简谐振动的动力学特征、运动学特征、能量特征；

4. 掌握同方向、同频率简谐振动的合成，了解拍振动；

5.理解波动方程及其多种表达式。

（1） 确切理解描述波动的三个重要参量：波长、周期（频率）、

波速的物理意义，并能熟练地确定这些量；

（2） 掌握由波动方程求位于某位置处质点的振动方程或某时刻

的波动方程的方法，并能熟练地求出同一波线上两点间的相位差，

或同一位置处质点不同时刻的振动相位差；

（3） 掌握如何写出波源不在坐标原点时的波动方程的方法；

（4） 掌握由已知时刻的波形曲线写出波动方程，或写出（画出）

某位置处质点的振动方程（振动曲线）的方法。

6. 理解波动能量的特点，理解平均能量密度、平均能流密度的概

念及相关的计算；

7. 理解波动叠加原理，掌握波的相干条件及相长、相消干涉的条

件。

教学重点、难点 1. 正确运用动力学方法求系统固有角频率；

2. 正确确定振动相位，从而写出振动方程；

3. 能应用旋转矢量讨论有关问题；

4. 正确地由振动方程写出波动方程，能将给定的波动方程与波动

方程的标准形式比较，从而获得波振幅A，波动角频率

（或周期

T，频率

）、波长

（或波速度u）；

5. 理解波速与振动速度的区别；

6. 能够由波动方程读出波线上某点的振动相位与坐标原点的相

位相比是超前还是滞后；

7. 由已知时刻的波形图建立波动方程（设传播方向已知）；

8 由已知点的振动曲线建立波动方程.

教学内容 备注 大 学 物 理 简 明 教 程 教 案

2

大学物理学 第4章 机械振动 机械波

前言

1. 振动是一种重要的运动形式

物理课程教案波动与振动

波动与振动是物理课程中的重要内容，它们在自然界和人类生活中都起着重要作用。本教案将介绍波动与振动的基本概念、特性以及相关的应用示例，旨在帮助学生深入理解并掌握这一领域的知识。

一、引言

在我们的日常生活中，波动与振动无处不在。当我们欣赏优美的音乐、感受大海的波涛汹涌、利用电磁波进行通信，都与波动与振动密不可分。而作为物理学的重要组成部分，波动与振动也是物理课程中的重点内容。

二、波动的基本概念

1. 定义：波动是能量在空间传播的过程，常见的波动包括机械波和电磁波。

2. 机械波：

a. 传播介质：机械波需要介质来传播，可以是固体、液体或气体。

b. 分类：机械波可分为横波和纵波两种，二者传播方式不同。

c. 特性：机械波具有波长、振幅、频率等特性。

3. 电磁波：

a. 传播媒介：电磁波可以在真空中传播，无需介质。 b. 分类：电磁波根据频率可以分为射线、微波、红外线、可见光、紫外线、 X射线和γ射线等。

c. 特性：电磁波具有波长、频率、速度等特性。

三、振动的基本概念

1. 定义：振动是物体在相对平衡位置周围做往复运动的现象。

2. 特性：

a. 振幅：振动的最大位移距离。

b. 周期：振动一个完整往复运动所需时间。

c. 频率：单位时间内振动的次数。

3. 简谐振动：

a. 定义：具有恒定振幅和相同周期的振动。

b. 数学描述：简谐振动可以用正弦或余弦函数表示。

c. 特点：简谐振动具有周期性、可加性和能量守恒等特点。

四、波动与振动的应用

1. 声波：声音是一种机械波，通过空气的振动传播。人类借助声音进行交流，同时声波在医学诊断、音乐欣赏等方面也有广泛的应用。 2. 光波：光是一种电磁波，具有波动和粒子性质。通过控制光的波动和振动特性，人们发明了望远镜、显微镜等光学仪器，应用于天文观测、生物学研究等领域。