11.2-简谐运动的描述_第1页
11.2-简谐运动的描述_第2页
11.2-简谐运动的描述_第3页
11.2-简谐运动的描述_第4页
11.2-简谐运动的描述_第5页
已阅读5页,还剩2页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

PAGE4/7PAGE3/711.2简谐运动的描述【教学目标】(一)知识与技能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。(二)过程与方法1、在学习振幅、周期和频率的过程中,培养学生的观察能力和解决实际问题的能力。2、学会从相位的角度分析和比较两个简谐运动。(三)情感、态度与价值观1、每种运动都要选取能反映其本身特点的物理量来描述,使学生知道不同性质的运动包含各自不同的特殊矛盾。2、通过对两个简谐运动的超前和滞后的比较,学会用相对的方法来分析问题。【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】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。【教学方法】分析类比法、讲解法、实验探索法、多媒体教学。【教学用具】CAI课件、劲度系数不同的弹簧、质量不同的小球、秒表、铁架台、音叉、橡皮槌;两个相同的单摆、投影片。【教学过程】(一)引入新课教师:描述匀速直线运动的物理量有位移、时间和速度;描述匀变速直线运动的物理量有时间、速度和加速度;描述匀速圆周运动的物体时,引入了周期、频率、角速度等能反映其本身特点的物理量。上节课我们学习了简谐运动,简谐运动也是一种往复性的运动,所以研究简谐运动时我们也有必要像匀速圆周运动一样引入周期、频率等能反映其本身特点的物理量。本节课我们就来学习描述简谐运动的几个物理量。(二)进行新课1.振幅如果我们要乘车,我想大家都愿意坐小汽车,而不坐拖拉机,因为拖拉机比小汽车颠簸得厉害。演示:在铁架台上悬挂一竖直方向的弹簧振子,分别把振子从平衡位置向下拉不同的距离,让振子振动。现象:①两种情况下,弹簧振子振动的范围大小不同;②振子振动的强弱不同。在物理学中,我们用振幅来描述物体的振动强弱。(1)物理意义:振幅是描述振动强弱的物理量。将音叉的下部与讲桌接触,用橡皮槌敲打音叉,一次轻敲,一次重敲,听它发出的声音的强弱,比较后,加深对振幅的理解。(2)定义:振动物体离开平衡位置的最大距离,叫做振动的振幅。(3)单位:在国际单位制中,振幅的单位是米(m)。(4)振幅和位移的区别①振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离;而位移是振动物体所在位置与平衡位置之间的距离。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。④振幅等于最大位移的数值。2、周期和频率(1)全振动(用多媒体展示一次全振动的四个阶段)从O点开始,一次全振动的完整过程为:O→A→O→A′→O。从A点开始,一次全振到平衡位置,而当第二个摆球到达另一方的最高点时,第一个小球又已经返回平衡位置了。与第一个相比,第二个总是滞后1/4周期,或者说总是滞后1/4全振动。对于不同时释放的这两个等长单摆,我们说它们的相位不相同。要详尽地描述简谐运动,只有周期(或频率)和振幅是不够的,在物理学中我们用不同的相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的不同阶段。相位是表示物体振动步调的物理量,用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。4.简谐运动的表达式(1)简谐运动的振动方程既然简谐运动的位移和时间的关系可以用正弦曲线或余弦曲线来表示,那么若以x代表质点对于平衡位置的位移,t代表时间,根据三角函数知识,x和t的函数关系可以写成x=Asin(ωt+)公式中的A代表振动的振幅,ω叫做圆频率,它与频率f之间的关系为:ω=2πf;公式中的(ωt+)表示简谐运动的相位,t=0时的相位叫做初相位,简称初相。(2)两个同频率简谐运动的相位差设两个简谐运动的频率相同,则据ω=2πf,得到它们的圆频率相同,设它们的初相分别为1和2,它们的相位差就是(ωt+2)-(ωt+)=2-1讨论:①一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?(相位每增加2π就意味着发生了一次全振动)②甲和乙两个简谐运动的相位差为3π/2,意味着什么?(甲和乙两个简谐运动的相位差为3π/2,意味着乙总是比甲滞后3/2个周期或3/2次全振动)(3)相位的应用【例题1】两个简谐振动分别为x1=4asin(4πbt+π)和 x2=2asin(4πbt+π)求它们的振幅之比、各自的频率,以及它们的相位差。解析:据x=Asin(ωt+)得到:A1=4a,A2=2a。又ω=4πb及ω=2πf得:f=2b它们的相位差是:【例题2】如图所示是A、B两个弹簧振子的振动图象,求它们的相位差。tt/sx/cmOA0.20.40.5解析:这两个振动的周期相同,所以它们有确定的相位差,从图中可以看出,B的振动比A滞后1/4周期,所以两者的相位差是Δ=巩固练习:某简谐运动的位移与时间关系为:x=0.1sin(100πt+)cm,由此可知该振动的振幅是______cm,频率是Hz,t=0时刻振动物体的位移与规定正方向______(填“相同”或“相反”),t=时刻振动物体的位移与规定正方向______(填“相同”或“相反”)。(参考答案:0.1;50;相同;相反)(三)课堂总结、点评本节课学习了描述振动的物理量——振幅、周期、频率和相位。当振动物体以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程就是一次全振动,一次全振动是简谐运动的最小运动单元,振子的运动过程就是这一单元运动的不断重复。振幅是描述振动强弱的物理量;周期和频率都是用来表示振动快慢的物理量。相位是表示振动步调的物理量,用来描述在一个周期内振动物体所处的不同运动状态。用三角函数式来表示简谐运动,其表达式为:x=Asin(ωt+),其中x代表质点对于平衡位置的位移,t代表时间,ω叫做圆频率,ωt+表示简谐运动的相位。两个具有相同圆频率ω的简谐运动,它们的相位差是:(ωt+2)-(ωt+)=2-1(四)课余作业完成P11“问题与练习”的题目。阅读P10科学漫步中的短文。附:教材分析本节学习了描述简谐运动的几个物理

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论