高中物理教科版選修3-4課件：第1章第3節(jié)《簡諧運動的圖像和公式》

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歡迎進入物理課堂 第3節(jié)簡諧運動的圖像和公式 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 掌握簡諧運動的位移 時間圖像 2 知道簡諧運動的表達式 明確各量表示的物理意義 3 了解相位 初相和相位差的概念 重點難點 1 理解簡諧運動的位移 時間圖像 區(qū)分振幅和位移 2 根據(jù)簡諧運動的表達式指出振幅 頻率及相位 第3節(jié) 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課前自主學(xué)案 一 簡諧運動的圖像1 坐標(biāo)系的建立 以橫軸表示做簡諧運動的物體運動的 縱軸表示做簡諧運動的物體運動過程中相對 的位移x 圖1 3 12 圖像的特點 一條 或余弦 曲線如圖1 3 1所示 3 圖像意義 表示做簡諧運動的物體在任意時刻相對于平衡位置的 時間t 平衡位置 正弦 位移 平衡位置 振幅 初相位 初相 核心要點突破 一 對簡諧運動圖像的理解1 圖像含義 表示某一質(zhì)點不同時刻的位移 只表示豎直軸上的直線往復(fù)運動 簡諧運動圖像不是做簡諧運動的物體的運動軌跡 2 圖像斜率 該時刻速度的大小和方向 如圖1 3 2 圖1 3 2 3 從圖像上可以比較質(zhì)點在各個時刻速度的大小及符號 表示方向 如圖1 3 2中 t1時刻質(zhì)點的速度比t2時刻質(zhì)點的速度小 t1時刻速度為負(fù) t2時刻速度也為負(fù) 4 從圖像上可以比較質(zhì)點在各個時刻的位移的大小及符號 表示方向 如圖1 3 2中 t1時刻質(zhì)點的位移比t2時刻質(zhì)點的位移大 t1時刻位移為正 t2時刻位移為負(fù) 5 從圖像上可以比較質(zhì)點在各個時刻加速度的大小及符號 表示方向 如圖1 3 2中 質(zhì)點在t1時刻的加速度比在t2時刻的加速度大 t1時刻質(zhì)點加速度符號為負(fù) 沿x軸負(fù)向 t2時刻質(zhì)點加速度符號為正 沿x軸正向 6 從圖像上可以比較任意時刻質(zhì)點的速度 加速度 位移的大小及變化情況 具體做法是 看下一時刻質(zhì)點的位置 判斷是遠(yuǎn)離還是靠近平衡位置 若遠(yuǎn)離平衡位置 則速度越來越小 加速度 位移越來越大 若靠近平衡位置 則速度越來越大 加速度 位移越來越小 如圖1 3 2中t1時刻 從正位移向著平衡位置運動 位移變小 速度為負(fù)且增大 加速度正在減小 t2時刻從負(fù)位移遠(yuǎn)離平衡位置運動 則速度為負(fù)且減小 位移 加速度正在增大 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 1 一質(zhì)點做簡諧運動的圖像如圖1 3 3所示 下列說法正確的是 A 質(zhì)點的振動頻率是4HzB 在10s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是20cmC 第4s末質(zhì)點的速度為零D 在t 1s和t 3s兩時刻 質(zhì)點位移大小相等 方向相同 圖1 3 3 二 簡諧運動表達式的理解做簡諧運動的物體位移x隨時間t變化的表達式 x Asin t 1 式中x表示振動質(zhì)點相對平衡位置的位移 2 式中A表示振幅 描述的是振動的強弱 3 式中 叫做圓頻率 它與周期 頻率的關(guān)系為 2 f 可見 T f相當(dāng)于一個量 描述的都是振動的快慢 4 式中 t 表示相位 描述做周期性運動的物體在各個不同時刻所處的不同狀態(tài) 是描述不同振動的振動步調(diào)的物理量 它是一個隨時間變化的量 相當(dāng)于一個角度 相位每增加2 意味著物體完成了一次全振動 5 式中 表示t 0時簡諧運動質(zhì)點所處的狀態(tài) 稱為初相位或初相 6 相位差 即某一時刻的相位之差 兩個具有相同 的簡諧運動 設(shè)其初相分別為 1和 2 其相位差 t 2 t 1 2 1 特別提醒 相位差的取值范圍一般為 當(dāng) 0時兩運動步調(diào)完全相同 稱為同相 當(dāng) 或 時 兩運動步調(diào)相反 稱為反相 課堂互動講練 懸掛在豎直方向上的彈簧振子 周期T 2s 從最低點位置向上運動時開始計時 在一個周期內(nèi)的振動圖像如圖1 3 4所示 關(guān)于這個圖像 下列哪些說法正確 圖1 3 4 A t 1 25s時 振子的加速度為正 速度也為正B t 1 7s時 振子的加速度為負(fù) 速度也為負(fù)C t 1 0s時 振子的速度為零 加速度為負(fù)的最大值D t 1 5s時 振子的速度為零 加速度為負(fù)的最大值 精講精析 由振動圖像可以獲取相關(guān)信息 某時刻振子的位移 加速度方向 速度等 例如t 1 25s時 位移為正 則加速度為負(fù) 且振子向平衡位置移動 速度為負(fù) 故A錯 同理B D錯 C正確 答案 C 方法總結(jié) 1 簡諧運動的圖像表示做簡諧運動的質(zhì)點位移隨時間變化的規(guī)律 2 圖像的特點 一條正弦 或余弦 曲線 3 從圖像中可以直接得到的信息 任意時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移 振動的周期 振動的振幅 4 從圖像中還可以判斷各物理量 如速度 加速度 動能等 的變化情況 一物體沿x軸做簡諧運動 振幅為8cm 頻率為0 5Hz 在t 0時 位移是4cm 且向x軸負(fù)方向運動 試寫出用正弦函數(shù)表示的振動方程 知能優(yōu)化訓(xùn)練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全