描述简谐运动的物理量振幅.ppt
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课标定位学习目标: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.3.理解相位的物理意义.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.2.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.课前自主学案2.周期(T)和频率(f)(1)全振动:振子以相同的________相继通过同一位置所经历的过程.振动质点在一个全振动过程中通过的路程等于________的振幅.不管以哪里作为开始研究的起点,弹簧振子完成一次全振动的时间总是___________的.(2)周期:做简谐运动的物体,完成____________所需要的时间.(3)频率:单位时间内完成全振动的次数.(4)物理意义:周期和频率都是表示物体振动__________的物理量,周期越小,频率越______,表示物体振动得越___________,周期与频率的关系是_____________(用公式表示).3.相位:在物理学中,周期性运动在各个时刻所处的_________用不同的相位来描述.二、简谐运动的表达式简谐运动的一般表达式为__________________.式中______表示简谐运动的振幅,______是一个与频率成正比的量,也表示简谐运动的快慢,叫做圆频率,_________代表简谐运动的相位,φ表示t=0时的相位,叫做_____________.核心要点突破2.简谐运动中振幅和几个常见量的关系(1)振幅和振动系统的能量关系对一个确定的振动系统来说,系统能量仅由振幅决定,振幅越大,振动系统能量越大.(2)振幅与位移的关系振动中的位移是矢量,振幅是标量,在数值上,振幅与某一时刻位移的大小可能相等,但在同一简谐运动中振幅是确定的,而位移随时间做周期性的变化.(3)振幅与路程的关系振动中的路程是标量,是随时间不断增大的.其中常用的定量关系是:一个周期内的路程为4倍的振幅,半个周期内的路程为2倍的振幅.(4)振幅与周期的关系在简谐运动中,一个确定的振动系统的周期(或频率)是固定的,与振幅无关.特别提醒:(1)振幅大,振动物体的位移不一定大,但其最大位移一定大.(2)求路程时,首先应明确振动过程经过了几个整数周期,再具体分析最后不到一周期时间内的路程,两部分相加即为总路程.即时应用(即时突破,小试牛刀)1.如图11-2-1所示,弹簧振子在BC间做简谐运动,O点为平衡位置,BO=OC=5cm,若振子从B到C的运动时间是1s,则下列说法正确的是()A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是1s,振幅是10cmC.经过两次全振动,振子通过的路程是20cmD.从B开始经过3s,振子通过的路程是30cm解析:选D.振子从B→O→C仅完成了半次全振动,所以周期T=2×1s=2s,振幅A=BO=5cm.振子在一次全振动中通过的路程为4A=20cm,所以两次全振动中通过的路程为40cm,3s的时间为1.5T,所以振子通过的路程为30cm.4.式中(ωt+φ)表示相位,描述做周期性运动的物体在各个不同时刻所处的不同状态,是描述不同振动的振动步调的物理量.它是一个随时间变化的量,相当于一个角度,相位每增加2π,意味着物体完成了一次全振动.5.式中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.6.相位差:即某一时刻的相位之差.两个具有相同ω的简谐运动,设其初相分别为φ1和φ2,其相位差Δφ=(ωt+φ2)-(ωt+φ1)=φ2-φ1.特别提醒:相位差的取值范围一般为-π≤Δφ≤π,当Δφ=0时两运动步调完全相同,称为同相,当Δφ=π(或-π)时,两运动步调相反,称为反相.即时应用(即时突破,小试牛刀)3.一弹簧振子做简谐运动,周期为T,则()A.若t时刻和(t+Δt)时刻振子运动的位移大小相等、方向相同,则Δt一定等于T的整数倍B.若t时刻和(t+Δt)时刻振子运动的速度大小相等、方向相反,则Δt一定等于T/2的整数倍C.若Δt=T,则在t时刻和(t+Δt)时刻振子运动的加速度一定相等D.若Δt=T/2,则在t时刻和(t+Δt)时刻弹簧的长度一定相等解析:选C.此题若用图象法来解决将更直观、方便.设弹簧振子的振动图象如图所示.B、C两点的位移大小相等、方向相同,但B、C两点的时间间隔Δt≠nT(n=1,2,3,…),A错误;B、C两点的速度大小相等、方向相反,但Δt≠nT/2(n=1,2,3,…),B错误;因为A、D两点的时间间隔Δt=T,A、D两点的位移大小和方向均相等,所以A、D两点的加速度一定相等,C正确;A、C两点的时间间隔Δt=T/2,A点与C点位移大小相等、方向相反,在A点弹簧是伸长的,在C点弹簧是压缩的,所以在