【南方新課堂】20162017學(xué)年高中物理 1.3 簡諧運(yùn)動(dòng)的公式描述課件 粵教版選修34

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1、合作探究,自主預(yù)習(xí),合作探究,自主預(yù)習(xí),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,簡諧運(yùn)動(dòng)的正弦函數(shù)表達(dá)式可以寫成,x=,A,cos,(,t+,),。其中,A,代表簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅,;,叫做簡諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率,它與周期的關(guān)系是,。它和周期、頻率都表示簡諧運(yùn)動(dòng)的快慢,;,t+,代表簡諧運(yùn)動(dòng)的相位,其中,稱為,初相,。,從簡諧運(yùn)動(dòng)的余弦函數(shù)表達(dá)式中,我們知道,(,t+,),表示相位,你能據(jù)此表達(dá)式導(dǎo)出相位的單位嗎,?,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一、描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量,簡諧運(yùn)動(dòng)中振幅和幾個(gè)物理量的關(guān)系,(1),振幅和振動(dòng)系統(tǒng)的能量,:,對(duì)一個(gè)確定的振動(dòng)系統(tǒng)來說,系統(tǒng)能量僅由振幅決定

2、。振幅越大,振動(dòng)系統(tǒng)的能量越大。,(2),振幅與位移,:,振動(dòng)中的位移是矢量,振幅是標(biāo)量。在數(shù)值上,振幅與振動(dòng)物體的最大位移相等,但在同一簡諧運(yùn)動(dòng)中振幅是確定的,而位移隨時(shí)間做周期性的變化。,(3),振幅與路程,:,振動(dòng)中的路程是標(biāo)量,是隨時(shí)間不斷增大的。其中常用的定量關(guān)系是,:,一個(gè)周期內(nèi)的路程為,4,倍振幅,半個(gè)周期內(nèi)的路程為,2,倍振幅。,(4),振幅與周期,:,在簡諧運(yùn)動(dòng)中,一個(gè)確定的振動(dòng)系統(tǒng)的周期,(,或頻率,),是固定的,與振幅無關(guān)。,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,“,振子在一個(gè)周期內(nèi)通過四個(gè)振幅的路程,”,是正確的結(jié)論。但不可隨意推廣。如振子在時(shí)間,t,內(nèi)通過的

3、路程并非一定為,4,A,想想看,為什么,?,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例,1,】,如圖所示,水平桌面上的木質(zhì)框架質(zhì)量為,M,懸掛在框架上的輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)為,k,懸掛于彈簧下端的鐵球的質(zhì)量為,m,。讓鐵球上下振動(dòng)起來。若木質(zhì)框架不會(huì)離開桌面,則鐵球的振幅最大是,(,) (,導(dǎo)學(xué)號(hào),51150005),思路分析,框架恰好不離開桌面時(shí),框架受桌面的支持力為零,此時(shí)對(duì)框架進(jìn)行受力分析,可知彈簧向上的彈力恰等于框架的重力,由此可得彈簧的壓縮量。根據(jù)振幅的定義,找出平衡位置,則振幅可求。,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,答案,:,A,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典

4、題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,有一個(gè)在光滑水平面內(nèi)的彈簧振子,第一次用力把彈簧壓縮,x,后釋放讓它振動(dòng),第二次把彈簧壓縮,2,x,后釋放讓它振動(dòng),則先后兩次振動(dòng)的周期之比和振幅之比分別為,(,),A.1,1,1,1B.1,1,1,2,C.1,4,1,4D.1,2,1,2,答案,:,B,解析,:,彈簧的壓縮量即為振動(dòng)過程中偏離平衡位置的最大距離,即振幅,故振幅之比為,1,2,而對(duì)同一振動(dòng)系統(tǒng),其周期與振幅無關(guān),故周期之比為,1,1,正確選項(xiàng)為,B,。,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,二、簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式,簡諧運(yùn)動(dòng)兩種描述方法的比較,:,(1),

5、簡諧運(yùn)動(dòng)圖象即,x,-,t,圖象是直觀表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況的一種手段,直觀表示了質(zhì)點(diǎn)的位移,x,隨時(shí)間,t,變化的規(guī)律。,(2),x=A,cos(,t+,),是用函數(shù)表達(dá)式的形式反映質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況。,(3),兩者對(duì)同一個(gè)簡諧運(yùn)動(dòng)的描述應(yīng)該是一致的。我們能夠做到兩個(gè)方面,:,一是根據(jù)振動(dòng)方程作出振動(dòng)圖象,二是根據(jù)振動(dòng)圖象讀出振幅、周期、初相,進(jìn)而寫出位移的函數(shù)表達(dá)式。,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,1,.,簡諧運(yùn)動(dòng)的一般表達(dá)式為,x=A,cos(,t+,),思考能否用正弦函數(shù)表示。,答案,:,簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式也可以用正弦函數(shù)表示,本質(zhì)一樣,只是與余弦函數(shù)中相位的數(shù)值不同,相位差為,

6、。,2,.,相位差是表示兩個(gè)同頻率的簡諧運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同步程度的物理量,談?wù)勅绾吻笙辔徊?并說明你對(duì),“,超前,”,和,“,落后,”,的理解。,答案,:,簡諧運(yùn)動(dòng)的過程中相位是周期性變化的,周期為,2,。如果兩個(gè)簡諧運(yùn)動(dòng),A,、,B,的頻率相等,其初相分別是,1,和,2,當(dāng),2,1,時(shí),它們的相位差是,=,(,t+,2,),-,(,t+,1,),=,2,-,1,所以同頻率的兩個(gè)簡諧運(yùn)動(dòng)的相位差必定等于它們的初相差。若,0,則,B,振動(dòng)的相位比,A,超前,或,A,振動(dòng)的相位比,B,落后,。,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,A.,振幅是矢量,A,的振幅是,6 m,B,的振幅是,10 m

7、,B.,周期是標(biāo)量,A,、,B,的周期均為,100 s,C.,A,振動(dòng)的頻率等于,B,振動(dòng)的頻率,D.,A,的相位始終比,B,的相位超前,思路分析,正確理解簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式中各個(gè)字母所代表的物理意義是解題的關(guān)鍵。由簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式我們可以直接讀出振動(dòng)的振幅,A,、圓頻率,(,或周期,T,和頻率,f,),及初相,0,。,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,答案,:,CD,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識(shí)精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體,其位移與時(shí)間的變化關(guān)系式為,x=,10sin 5,t,cm,由此可知,: (,導(dǎo)學(xué)號(hào),51150007),(1),物體的振幅為多少,?,(2),物體振動(dòng)的頻率為多少,?,(3),在時(shí)間,t=,0,.,1 s,時(shí),物體的位移是多少,?,答案,:,(1)10 cm,(2)2,.,5 Hz,(3)10 cm,解析,:,簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式,x=A,sin(,t+,),。比較現(xiàn)在所給表達(dá)式,x=,10sin,5,t,cm,可知初相,=,0,、圓頻率,=,5,所以,(1),振幅,A=,10,cm,。,(3),t=,0,.,1,s,時(shí)的位移,x=,10sin(5,0,.,1),cm,=,10,cm,。,