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(人教版)高中物理选修3-4课件:11.2简谐运动的描述 .ppt

(人教版)高中物理选修3-4课件:11.2简谐运动的描述

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2019-04-13 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《(人教版)高中物理选修3-4课件:11.2简谐运动的描述 ppt》,可适用于高中教育领域

物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练简谐运动的描述物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练学基础导学物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练最大距离标量同一位置速度一、描述简谐运动的物理量.振幅(A)()定义:振动物体离开平衡位置的.()物理意义:表示振动强弱是(填ldquo矢量rdquo或ldquo标量rdquo)..全振动振子以相同的相继通过所经历的过程.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练全振动全振动秒赫兹.周期和频率内容周期频率定义做简谐运动的物体完成一次所需要的时间叫作振动的周期单位时间内完成的次数叫作振动的频率单位单位为(s)单位为(Hz)物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练振动快慢振动快慢性质振幅物理含义 振动周期是表示的物理量 频率是表示的物理量决定因素 物体振动的周期和频率由振动系统本身的决定与无关关系式 T=eqf(,f)物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练提示: 做简谐运动的物体在一个周期内通过的路程等于振幅的倍在半个周期内通过的路程等于振幅的倍但在四分之一个周期内通过的路程不一定等于振幅.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练不同状态Asin(omegat+phi)初相位初相相位.相位:描述周期性运动在各个时刻所处的.二、简谐运动的表达式简谐运动的一般表达式:x=.()A表示简谐运动的振幅.()omega是一个与频率成正比的量表示简谐运动的快慢omega=eqf(pi,T)=pif()phi∶t=时的相位称作或.()omegat+phi:简谐运动的.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练讲要点例析物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练eqavsal(对全振动的进一步理解).运动特征:物体第一次以相同的运动状态回到初始位置..物理量特征:位移(x)、加速度(a)、速度(v)第一次同时与初始状态相同..时间特征:历时一个周期..路程特征:振幅的倍..相位特征:增加pi物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练判定一个振动过程是否是全振动应抓住以下三点:一是相同的运动状态(即速度)二是第一次因为振动具有周期性三是回到初始位置因为振动具有对称性.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练如图所示弹簧振子以O为平衡位置在B、C间振动则(  )A.从BrarrOrarrCrarrOrarrB为一次全振动B.从OrarrBrarrOrarrCrarrB为一次全振动C.从CrarrOrarrBrarrOrarrC为一次全振动D.OB的大小不一定等于OC物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案: AC解析: O为平衡位置B、C为两侧最远点则从B开始经O、C、O、B路程为振幅的倍即A说法对若从O开始经B、O、C、B路程为振幅的倍超过一次全振动即B说法错若从C开始经O、B、O、C路程为振幅的倍即C说法对因弹簧振子的系统摩擦不考虑所以振幅一定D错.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练-:如图所示是一质点做简谐运动的振动图象下列说法正确的是(  )物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案: DA.t至t时刻质点完成一次全振动B.t至t时刻质点完成一次全振动C.t至t时刻质点完成一次全振动D.t至t时刻质点完成一次全振动物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练eqavsal(简谐运动中振幅和几个常见量的关系).振幅、位移和路程的关系振幅位移路程定义振动物体离开平衡位置的最大距离从平衡位置指向振子所在位置的有向线段运动轨迹的长度矢、标性标量矢量标量变化在稳定的振动系统中不发生变化大小和方向随时间做周期性变化随时间增加物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练周期(或频率)与速度物体振动的快慢指完成一次全振动经历时间的长短振动速度是指振动物体在振动过程中某时刻或经过某位置时运动的快慢振动中物体的速度是时刻改变的是状态量.速度大振动得不一定快即周期和速度没有关系..振幅与周期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.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练弹簧振子从距离平衡位置cm处由静止释放s内完成次全振动.()这个弹簧振子的振幅为cm振动周期为s频率为Hz()s末振子的位移大小为多少?s内振子运动的路程为多少?()若其他条件不变只是使振子改为在距平衡位置cm处由静止释放该振子的周期为多少秒?物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练解析: ()根据题意振子从距平衡位置cm处由静止释放说明弹簧振子在振动过程中离开平衡位置的最大距离是cm即振幅为cm振子在s内完成次全振动.则T=s又因为f=eqf(,T)得f=Hz()s内完成次全振动即振子又回到原来的初始点因而位移大小为cm振子一次全振动的路程为cm则次全振动路程x=cm物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案: ()   ()  ()s()弹簧振子的周期是由弹簧的劲度系数和振子质量决定的其固有周期与振幅大小无关故周期仍为s物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练-:一质点做简谐运动其位移x与时间t关系曲线如图所示由图可知(  )A.质点振动的频率是HzB.质点振动的振幅是cmC.t=s时质点的速度最大D.在t=s时质点的振幅为零物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案: BC解析: 由题图可以直接看出振幅为cm周期为s则频率为Hz所以选项A错误B正确.t=s时质点经过平衡位置速度最大所以选项C正确.振幅等于质点偏离平衡位置的最大位移与质点的位移有着本质的区别t=s时质点的位移为零但振幅仍为cm所以选项D错误.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练eqavsal(对简谐运动表达式的理解).简谐运动的表达式:x=Asin(omegat+phi).各量的物理意义()式中x表示振动物体相对平衡位置的位移.()式中A表示振幅描述振动的强弱.()式中omega叫圆频率它与周期、频率的关系为:omega=eqf(pi,T)=pif可见omega、T、f相当于一个量描述的都是振动的快慢.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练()式中(omegat+phi)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pi意味着物体完成了一次全振动.()式中phi表示t=时做简谐运动物体所处的状态称为初相位或初相..从运动方程中得到的物理量:振幅、周期和圆频率、初相位因此可应用运动方程和omega=eqf(pi,T)=pif对两个简谐运动比较周期、振幅和计算相位差.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练一个小球和轻质弹簧组成的系统按x=sineqblc(rc)(avsalco(pit+f(,)pi))cm的规律振动.()求该振动的周期、频率、振幅和初相.()另一简谐运动表达式为x=sineqblc(rc)(avsalco(pit+f(,)pi))cm求它们的相位差.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练解析: ()已知omega=pi由omega=eqf(pi,T)得T=eqf(,)sf=eqf(,T)=HzA=cmphi=eqf(pi,)()由Deltaphi=phi-phi得Deltaphi=eqf(,)pi-eqf(pi,)=pi答案: ()eqf(,)s Hz cm eqf(pi,) ()pi物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练用简谐运动表达式解决振动问题的方法应用简谐运动的表达式x=Asin(omegat+phi)解决简谐运动问题时首先要明确表达式中各物理量的意义找到各物理量对应的数值根据omega=eqf(pi,T)=pif确定三个描述振动快慢的物理量间的关系有时还需要画出其振动图象来解决有关问题.对于同一质点的振动不同形式的简谐运动位移表达式的初相位并不相同.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练-:一物体沿x轴做简谐运动振幅为cm频率为Hz在t=时位移是cm且向x轴负方向运动试写出用正弦函数表示的振动方程.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练解析: 简谐运动振动方程的一般表达式为x=Asin(omegat+phi).根据题给条件有A=momega=pif=pi所以x=sin(pit+phi)m将t=时x=m代入方程得=sinphi解得初相phi=eqf(pi,)或phi=eqf(,)pi因为t=时速度方向沿x轴负方向即位移在减小所以取phi=eqf(,)pi所求的振动方程为x=sineqblc(rc)(avsalco(pit+f(,)pi))m答案: x=sineqblc(rc)(avsalco(pit+f(,)pi))m物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练eqx(◎教材资料分析)〔做一做〕mdashmdash教材P如图所示弹簧上端固定下端悬吊钢球.把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A放手让其运动A就是振动的振幅.用秒表测出钢球完成n个全振动所用的时间teqf(t,n)就是振动的周期.n的值取大一些可以减小周期的测量误差.再把振幅减小为原来的一半用同样的方法测量振动的周期.通过这个实验你有什么发现?由此你对简谐运动的周期与振幅的关系有什么猜想?物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练【点拨】 通过观察发现振子振动的周期与振幅无关实际上简谐运动的周期和频率与振幅均无关因此我们称之为固有周期和固有频率.ldquo固有rdquo的含义是ldquo振动系统本身所具有的由振动系统本身的性质所决定rdquo跟外部因素无关.对一个弹簧振子当它自由振动时周期只取决于振子的质量和弹簧的劲度系数而与振动的振幅无关.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练而振幅的大小除跟弹簧振子有关外还跟使它起振时外力对振子做功的多少有关.因此振幅就不是ldquo固有rdquo的.简谐运动的(固有)周期和频率分别为:T=pieqr(f(m,k))f=eqf(,pi)eqr(f(k,m))式中k是回复力F=-kx中的k对弹簧振子来说恰好为弹簧的劲度系数.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练〔思考与讨论〕mdashmdash教材P从表达式(omegat+phi)看相位的单位应该是怎样的?【点拨】 由表达式(omegat+phi)可知相位的单位应该是弧度(rad).物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练练随堂演练物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.关于振幅的各种说法中正确的是(  )A.振幅是振子离开平衡位置的最大距离B.位移是矢量振幅是标量位移的大小等于振幅C.振幅等于振子运动轨迹的长度D.振幅越大表示振动越强周期越长物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案: A解析: 振幅是振子离开平衡位置的最大距离它是表示振动强弱的物理量振幅越大振动越强但振幅的大小与周期无关.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.如图所示振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动从振子第一次到达P点开始计时则(  )A.振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期B.振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期C.振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期D.振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案: B解析: 从经过某点开始计时则再经过该点两次所用的时间为一个周期B对A、C错.振子从A到B或从B到A的时间间隔为半个周期D错.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练如图所示弹簧振子的频率为Hz让它从B位置开始振动并开始计时则经过s时(  )A.小球位于B、O之间运动方向向右B.小球位于B、O之间运动方向向左C.小球位于C、O之间运动方向向右D.小球位于C、O之间运动方向向左物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案: C解析: 周期T=eqf(,f)=s则eqf(t,T)=eqf(,)=即t=Teqf(,)Tteqf(,)T所以小球位于C、O之间运动方向向右C正确.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.一个弹簧振子沿x轴做简谐运动取平衡位置O为x轴坐标原点.从某时刻开始计时经过四分之一周期振子具有沿x轴正方向的最大加速度.能正确反映振子位移x与时间t关系的图象是(  )物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案: A解析: 根据F=-kx及牛顿第二定律得a=eqf(F,m)=-eqf(k,m)x当振子具有沿x轴正方向的最大加速度时具有沿x轴负方向的最大位移故选项A正确选项B、C、D错误.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.有两个振动的振动方程分别是:x=sineqblc(rc)(avsalco(pit+f(pi,)))x=sineqblc(rc)(avsalco(pit+f(pi,)))下列说法正确的是(  )A.它们的振幅相同    B.它们的周期相同C.它们的相位差恒定D.它们的振动步调一致物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案: BC解析: 方程代表的振子振动振幅为圆频率为omega=pif=pi则f=初相为eqf(pi,)方程代表的振子振动振幅为圆频率为omega=pif=pi则f=初相为pi所以A错、B对.由于它们的振动周期相同它们的相位差为eqf(pi,)-eqf(pi,)=eqf(pi,)因此它们在振动时步调不一致故正确选项为B、C物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练.如图所示虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象.已知甲、乙两个振子质量相等则(  )物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练A.甲、乙两振子的振幅分别为cm、cmB.甲、乙两个振子的相位差总为piC.前s内甲、乙两振子的加速度均为正值D.第s末甲的速度最大乙的加速度最大物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练答案: AD解析: 两振子的振幅A甲=cmA乙=cmA对两振子的频率不相等相位差为一变量B错前s内甲的加速度为负值乙的加速度为正值C错第s末甲在平衡位置速度最大乙在最大位移处加速度最大D对.物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练测达标训练物理选修第十一章机械振动学基础导学讲要点例析练随堂演练测达标训练谢谢观看!

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