人教版高中物理课件第十一章机械振动11.2简谐运动3

1、高中物理新人教版选修- 4系列课件11.2简谐运动的描述教学目标教学目标 知识与能力知识与能力 1、知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义。2、了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义。3、了解简谐运动位移方程中各量的物理意义，能依据振动方程描绘振动图象。 教学重点教学重点:简谐运动的振幅、周期和频率的概念；相位的物理意义。 教学难点教学难点: 1、振幅和位移的联系和区别、周期和频率的联系和区别； 2、对全振动概念的理解，对振动的快慢和振动物体运动的快慢的理解； 3、相位的物理意义。 简谐运动简谐运动oa = oboa = ob一、描述简谐运动的物理量一、描述简谐运动的物理量1 1、振

2、幅、振幅a a（1 1）定义：振动物体离开平衡位置的最大）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离。距离。是标量是标量（2 2）物理意义：描述振动强弱的物理量）物理意义：描述振动强弱的物理量振幅的两倍（振幅的两倍（2a2a）表示振动物体运动范围）表示振动物体运动范围o oa ab b问题：问题：若从振子经过若从振子经过c c向右起，经过怎样向右起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？的运动才叫完成一次全振动？描述振动快慢的物理量描述振动快慢的物理量一次全振动：一次全振动：振动物体从某一初始状态开始，振动物体从某一初始状态开始，再次回到初始状态（即位移、速度均与初态完再次回到初始状态（即位移、速度均与

3、初态完全相同）所经历的过程。全相同）所经历的过程。频率频率f f：单位时间内完成全振动的次数：单位时间内完成全振动的次数一、描述简谐运动的物理量一、描述简谐运动的物理量2 2、周期和频率、周期和频率周期周期t t：振子完成：振子完成一次全振动一次全振动所需要的时间所需要的时间o oa ab bc cd dkmt2简谐运动的周期公式简谐运动的周期公式一、描述简谐运动的物理量一、描述简谐运动的物理量简谐运动的简谐运动的周期和频率周期和频率由振动系统本由振动系统本身的因素决定，身的因素决定，与振幅无关与振幅无关一、描述简谐运动的物理量一、描述简谐运动的物理量3 3、相位、相位 描述周期性运动的物体在

4、各个时刻所处状描述周期性运动的物体在各个时刻所处状态的物理量态的物理量. .taxsin 以以x x代表质点对于平衡位置的位移，代表质点对于平衡位置的位移，t t代代表时间，则表时间，则1 1、公式中的公式中的a a 代表什么代表什么? ?2 2、叫做什么叫做什么? ?它和它和t t、f f之间有什么关系之间有什么关系? ?3 3、公式中的相位用什么来表示公式中的相位用什么来表示? ?4 4、什么叫简谐振动的初相什么叫简谐振动的初相? ?)sin(tax二、简谐运动的表达式二、简谐运动的表达式振幅振幅圆频率圆频率相位相位初相位初相位)2sin()2sin(ftattaxft22 实际上经常用到

5、的是两个相同频率的简实际上经常用到的是两个相同频率的简谐运动的相位差，简称相差谐运动的相位差，简称相差 2121tt同相：同相：频率相同、初相相同频率相同、初相相同( (即相差为即相差为0 0）的两个振子振动步调完全相同的两个振子振动步调完全相同反相：反相：频率相同、相差为频率相同、相差为的两个振子的两个振子振动步调完全相反振动步调完全相反二、简谐运动的表达式二、简谐运动的表达式2 2、甲和乙两个简谐运动的相差为、甲和乙两个简谐运动的相差为 ，意味着什么，意味着什么? ?2意味着乙总是比甲滞后意味着乙总是比甲滞后1/41/4个周期或个周期或1/41/4次全振动次全振动 1 1、一个物体运动时其

6、相位变化多少就意味着完成、一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动了一次全振动? ?相位每增加相位每增加2 2就意味着发生了一次全振动就意味着发生了一次全振动思考与讨论思考与讨论taxsin课课 堂堂 小小 结结一、描述简谐运动的物理量一、描述简谐运动的物理量1 1、振幅、振幅a a：振动物体离开平衡位置的最大距离：振动物体离开平衡位置的最大距离2 2、周期、周期t t：完成一次全振动所需要的时间：完成一次全振动所需要的时间频率频率f f：单位时间内完成全振动的次数：单位时间内完成全振动的次数3 3、相位：周期性运动的物体在各个时刻所处、相位：周期性运动的物体在各个时刻所处的不同的

7、状态的不同的状态二、简谐运动的表达式二、简谐运动的表达式1.1.右图中是甲乙两弹簧振子的振动图象，两振右图中是甲乙两弹簧振子的振动图象，两振动振幅之比为动振幅之比为_，频率之比为，频率之比为_， 甲和乙的相差为甲和乙的相差为_ _ 2课课 堂堂 练练 习习 2. 2.某简谐运动的位移与时间关系为：某简谐运动的位移与时间关系为：x x=0.1sin=0.1sin（100100tt）cm, cm, 由此可知该振动由此可知该振动的振幅是的振幅是_cm_cm，频率是，频率是 z z，零时，零时刻振动物体的速度与规定正方向刻振动物体的速度与规定正方向_（填（填“相同相同”或或“相反相反”).). 课课

8、堂堂 练练 习习课课 堂堂 练练 习习3 3、有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一、有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩次用力把弹簧压缩x x后释放，第二次把弹簧压后释放，第二次把弹簧压缩缩2x2x后释放，则先后两次振动的周期和振幅之后释放，则先后两次振动的周期和振幅之比分别为多少？比分别为多少？4 4、弹簧振子以、弹簧振子以o o点为平衡位置，在点为平衡位置，在b b、c c两点之两点之间做简谐振动，间做简谐振动，b b、c c相距相距20cm20cm，某时刻振子处，某时刻振子处于于b b点，经过点，经过0.5s0.5s，振子首次到达，振子首次到达c c点，求：点，求：（1 1）振子的周期和频率）振子的周期和频率（2 2）振子在）振子在5s5s末的位移的大小末的位移的大小（