【人教版】2018年物理选修3-4：11.2《简谐运动的描述》ppt导学课件(含答案)

物
提示：(1)振幅 (2)圆频率；初相
理
选
修
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3-4 ·
1．简谐运动的表达式
x＝Asin(ωt＋φ)
2．各量的物理含义
(1)圆频率：表达式中的 ω 称做简谐运动的圆频率，它表示简谐运动物体振
动的快慢。与周期 T 及频率 f 的关系：ω＝2Tπ＝2πf；
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物 理
(2)φ 表示 t＝0 时，简谐运动质点所处的状态，称为初相位或初相。ωt＋φ
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教
版
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〔对点训练2〕 (湖南省襄阳市第四中学2017～2018学年高二下学期月考)
一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y＝0.1sin(2.5πt)，位移y的单位为m，
时间t的单位为s。则( )C
A．弹簧振子的振幅为0.2m
B．弹簧振子的周期为1.25s
C．在t＝0.2s时，振子的运动速度为零
1．若 t2－t1＝nT，则 t1、t2 两时刻振动物体的运动情况完全相同。 2．若 t2－t1＝nT＋12T，则 t1、t2 两时刻物体的各矢量(x、F、a、v、……)均 大小相等，方向相反。
物 理
3．当 t2－t1＝nT＋14T 或 t2－t1＝nT＋34T 时，若 t1 时刻物体在平衡位置，则
理
选 修
振幅是反映振动剧烈程度的物理量。
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1．对全振动的理解 正确理解全振动的概念，应注意把握振动的五个特征。
(1)振动特征：一个完整的振动过程。 (2)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。
(3)时间特征：历时一个周期。
物 理
(4)路程特征：振幅的4倍。

2.2
简谐运动的描述
目录
CONTENTS
1
简谐运动的表达式
2
描述简谐运动的物理量
3
简谐运动的周期性和对称性
4
简谐运动振幅与路程的关系
有些物体的振动可以近似为简谐运
动，做简谐运动的物体在一个位置附近
不断地重复同样的运动。如何描述简谐
运动的这种独特性呢？
知识回顾：
简谐运动的位移图像是一条正弦曲线。
全振动的特点：①位移和速度都会到初状态 ②路程等于4A
②周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，用T表示，
单位：s.
③ 频率：单位时间内完成全振动的次数，用f表示，单位：Hz.
周期T与频率f的关系是T＝
知道即可：弹簧振子的周期由哪些因素决定?
周期公式： T 2
m
k
弹簧振子周期（固有周期）和频率由振动系统本身的因素决定（振子的质量m和弹
②若△ = 2 − 1＜0，振动2的相位比1落后△ 。
4.同相与反相：
（1）同相：相位差为零



△ = 2( = 0，1，2， … )


（2）反相：相位差为
△ = (2 + 1)( = 0，1，2， … )

A与B同相
A与C反相
A与D异相
相位差90°
＝（ ＋ ）
一、简谐运动的表达式
相位
x A sin(t )
振幅
圆频率
初相位
二、描述简谐运动的物理量
＝（ ＋ ）
1.振幅：（1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离。
振幅
O
振幅
（2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。

第二节 简谐运动的描述
课标定位 第 二 节 课前自主学案 简 谐 运 核心要点突破 动 的 描 述 课 动
化
课标定位 学习目标： 知道什么是振幅 周期、频率和相位． 知道什么是振幅、 学习目标：1.知道什么是振幅、周期、频率和相位． 2．理解并掌握周期和频率的关系以及简谐运动的表 ． 达式． 达式． 3．理解相位的物理意义． ．理解相位的物理意义． 重点难点： 理解振幅 周期、 理解振幅、 重点难点：1.理解振幅、周期、频率和相位的物理意 义，振幅和位移的区别． 振幅和位移的区别． 2．会根据简谐运动的表达式指出振幅、频率及相位， ．会根据简谐运动的表达式指出振幅、频率及相位， 理解相位的物理意义． 理解相位的物理意义．
(4)物理意义：周期和频率都是表示物体振动 物理意义： 物理意义 __________的物理量，周期越小，频率越______， 的物理量，周期越小，频率越 快 ， 的物理量 快慢 大 表示物体振动得越___________，周期与频率的关 ， 表示物体振动得越
系是_____________ (用公式表示 ． 用公式表示)． 系是 用公式表示 1 T＝ ＝f 3．相位：在物理学中，周期性运动在各个时刻所 ．相位：在物理学中， 处的_________用不同的相位来描述． 用不同的相位来描述． 处的 用不同的相位来描述 状态
二、简谐运动的表达式 ＝ ＋ 简谐运动的一般表达式为 x＝Asin(ωt＋φ) ω 表示简谐运 __________________．式中______表示简谐运 ．式中 A 动的振幅，______是一个与频率成正比的量，也 是一个与频率成正比的量， 动的振幅， 是一个与频率成正比的量 ωt＋φ ＋ 表示简谐运动的快慢，叫做圆频率， 表示简谐运动的快慢，叫做圆频率，_________代 代 初相位 表简谐运动的相位， 表示 表示t＝ 时的相位 时的相位， 表简谐运动的相位，φ表示 ＝0时的相位，叫做 _____________． ．

第十一章机械振动
二.简谐运动的描述
描述简谐运动的物理量
振幅--A
（1）定义:振动物体离开平衡位置的最大距离。
（2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。
振幅的2倍表示振动物体运动范围的大小。
（3）单位：在国际单位制中，振幅的单位是米
振幅和位移的区别
(1)振幅等于最大位移的数值。 (2)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。 (3)位移是矢量，振幅是标量。
• 2．振幅、位移和路程的关系
振幅 振动物体离开 位移 从平衡位置指向 路程 运动轨迹的长 度
定义
平衡位置的最
大距离 标量 在稳定的振动系
振子所在位置的
有向线段 矢量 大小和方向随时 间做周期性变化
矢标性 变化
标量
随时间增加
统中不发生变化
(1)振幅等于位移最大值的数值；(2)振子在一 联系 个周期内的路程等于4个振幅；而振子在一个 周期内的位移等于零。
2、意味着乙总是比甲滞后1/4个周期
A
P ′
O P 平衡位置
A′
半个周期后振子到了P′点--P关于O的对称点
半个周期内的路程是多少呢？ 2A
弹簧振子在四分之一周期内的路程是A吗？
V
A
P′
O 平衡位置
P
有可能是A，有可能大于A，有可能小于A. 总结：弹簧振子在一个周期内的路程一定 是4A，半个周期内路程一定是2A，四分之 一周期内的路程不一定是A。
周期和频率
（1）周期（T）：做简谐运动的物体完成一次全 振动所需要的时间，叫做振动的周期，单位：s。 （2）频率（f）：单位时间内完成的全振动的次 数，叫频率.单位：Hz，1Hz=1s-1。 物理意义：周期和频率都是表示物体振动快慢的 物理量，周期越小，频率越大，表示物体振动越 快，周期与频率的关系：T＝(用公式表示)． （3）周期和频率之间的关系：ห้องสมุดไป่ตู้＝1/f。 简谐运动的周期和频率由振动系统本身的因素决定 （振子的质量m和弹簧的劲度系数k ），与振幅无关