物理 第十一章 機械振動 第2課時 簡諧運動的回復(fù)力和能量 新人教版選修34

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1、第第2課時簡諧運動的描述課時簡諧運動的描述研究選考研究選考把握考情把握考情知識知識內(nèi)容內(nèi)容簡諧運動的描述簡諧運動的描述考試要求考試要求加試加試c教學(xué)教學(xué)要求要求1.理解全振動的概念理解全振動的概念2.知道振幅、周期和頻率的意義，掌握周期和頻率的關(guān)系知道振幅、周期和頻率的意義，掌握周期和頻率的關(guān)系3.知道簡諧運動的表達式，了解式中每個量的意義知道簡諧運動的表達式，了解式中每個量的意義4.會用計算機觀察聲音的波形會用計算機觀察聲音的波形5.經(jīng)歷振動步調(diào)不一致的實驗過程，體會經(jīng)歷振動步調(diào)不一致的實驗過程，體會“相位相位”的意義的意義6.能從振動圖象或表達式中求出振幅、頻率和周期能從振動圖象或表達式中

2、求出振幅、頻率和周期7.對相位為零的情況，會根據(jù)振動圖象寫出表達式或根據(jù)表達式畫出振動圖象對相位為零的情況，會根據(jù)振動圖象寫出表達式或根據(jù)表達式畫出振動圖象說明說明 不要求理解不要求理解“相位相位”的概念的概念知識點一描述簡諧運動的物理量知識點一描述簡諧運動的物理量基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 梳梳 理理1. 振幅振幅振動振動物體離開平衡位置物體離開平衡位置的的_距離距離。振幅的兩倍表示的是振動物體。振幅的兩倍表示的是振動物體運動運動_的的大小。大小。2.周期和頻率周期和頻率(1)全振動：一全振動：一個個_的的振動過程，稱為一次全振動。振動物體完成一次全振振動過程，稱為一次全振動。振動物體完成一次全振動的時間動

3、的時間總是總是_ 。(2)周期：做簡諧運動的物體完成一周期：做簡諧運動的物體完成一次次_所所需要的時間，叫做振動的周期，需要的時間，叫做振動的周期，用用T表示。單位：在國際單位制中，周期的單位表示。單位：在國際單位制中，周期的單位是是_(s)。最大最大范圍范圍完整完整相同的相同的全振動全振動秒秒3.相位相位在在物理學(xué)上，我們用不同的相位來描述周期性運動在各個時刻所處物理學(xué)上，我們用不同的相位來描述周期性運動在各個時刻所處的的_。(3)頻率：單位時間內(nèi)頻率：單位時間內(nèi)完成完成_的的次數(shù)，叫做振動的頻率，用次數(shù)，叫做振動的頻率，用f表示。單位：在表示。單位：在國際單位制中，頻率的單位國際單位制中，

4、頻率的單位是是_，簡稱赫，符號是簡稱赫，符號是Hz。(4)周期和頻率的關(guān)系：周期和頻率的關(guān)系：f _(5)周期和頻率都是表示周期和頻率都是表示物體物體_的的物理量，周期越小，頻率越大，表示物理量，周期越小，頻率越大，表示振動振動_。全振動全振動赫茲赫茲振動快慢振動快慢越快越快不同狀態(tài)不同狀態(tài)要點要點1對全振動的理解對全振動的理解正確正確理解全振動的概念，應(yīng)注意把握全振動的五種特征。理解全振動的概念，應(yīng)注意把握全振動的五種特征。(1)振動特征：一個完整的振動過程。振動特征：一個完整的振動過程。(2)物理量特征：位移物理量特征：位移(x)、速度、速度(v)第一次同時與初始狀態(tài)相同。第一次同時與初始

5、狀態(tài)相同。(3)時間特征：歷時一個周期。時間特征：歷時一個周期。(4)路程特征：振幅的路程特征：振幅的4倍。倍。(5)相位特征：增加相位特征：增加2要要 點點 精精 講講【例【例1】 如圖如圖1所示，彈簧振子在所示，彈簧振子在AB間做簡諧運動，間做簡諧運動，O為平衡位置，為平衡位置，A、B間距離是間距離是20 cm，從，從A到到B運動時間是運動時間是2 s，則，則()圖圖1A.從從OBO振子做了一次全振動振子做了一次全振動B.振動周期為振動周期為2 s，振幅是，振幅是10 cmC.從從B開始經(jīng)過開始經(jīng)過6 s，振子通過的路程是，振子通過的路程是60 cmD.從從O開始經(jīng)過開始經(jīng)過3 s，振子處

6、在平衡位置，振子處在平衡位置答案答案C要點要點2描述簡諧運動的物理量的兩個描述簡諧運動的物理量的兩個“關(guān)系關(guān)系”A.2 s6 cm B.4 s6 cmC.4 s9 cm D.2 s8 cm【例【例2】 一質(zhì)點做簡諧運動，先后以相同的速度依次通過一質(zhì)點做簡諧運動，先后以相同的速度依次通過A、B兩點，歷時兩點，歷時1 s，質(zhì)點，質(zhì)點通過通過B點后，再經(jīng)過點后，再經(jīng)過1 s，第二次通過，第二次通過B點，在這點，在這2 s內(nèi)，質(zhì)點的總路程是內(nèi)，質(zhì)點的總路程是12 cm，則質(zhì)，則質(zhì)點振動的周期和振幅分別為點振動的周期和振幅分別為()答案答案B知識點二簡諧運動的表達式知識點二簡諧運動的表達式基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 梳

7、梳 理理Asin(t)振幅振幅圓頻率圓頻率(t)初相初相典典 例例 精精 析析【例【例3】 一彈簧振子一彈簧振子A的位移的位移x隨時間隨時間t變化的關(guān)系式為變化的關(guān)系式為x0.1sin 2.5 t，位移，位移x的單位的單位為為m，時間，時間t的單位為的單位為s。則。則()A.彈簧振子的振幅為彈簧振子的振幅為0.2 mB.彈簧振子的周期為彈簧振子的周期為1.25 sC.在在t0.2 s時，振子的運動速度為零時，振子的運動速度為零答案答案C1.如圖如圖2所示，彈簧振子以所示，彈簧振子以O(shè)為平衡位置，在為平衡位置，在B、C間振動，則間振動，則()A.從從BOCOB為一次全振動為一次全振動B.從從OB

8、OCB為一次全振動為一次全振動C.從從COBOC為一次全振動為一次全振動D.OB的大小不一定等于的大小不一定等于OC圖圖2解析解析O為平衡位置，為平衡位置，B、C為兩側(cè)最遠點，則從為兩側(cè)最遠點，則從B起始經(jīng)起始經(jīng)O、C、O、B路程為振幅路程為振幅的的4倍倍 ，A正確；若從正確；若從O起始經(jīng)起始經(jīng)B、O、C、B路程為振幅的路程為振幅的5倍，超過一次全振動，倍，超過一次全振動，B錯誤；若從錯誤；若從C起始經(jīng)起始經(jīng)O、B、O、C路程為振幅的路程為振幅的4倍，倍，C正確；因彈簧振子系統(tǒng)不正確；因彈簧振子系統(tǒng)不考慮摩擦，所以振幅一定，考慮摩擦，所以振幅一定，D錯誤。錯誤。答案答案AC解析解析用圖象法，畫

9、出用圖象法，畫出xt圖象，從圖象上，我們可以很直觀地看出：圖象，從圖象上，我們可以很直觀地看出：t1t2，因而，因而B正確。正確。答案答案B3.如圖如圖3所示，振子以所示，振子以O(shè)點為平衡位置在點為平衡位置在A、B間間做簡諧運動，從振子第一次到達做簡諧運動，從振子第一次到達P點時開始計點時開始計時，則時，則()A.振子第二次到達振子第二次到達P點的時間間隔為一個周期點的時間間隔為一個周期B.振子第三次到達振子第三次到達P點的時間間隔為一個周期點的時間間隔為一個周期C.振子第四次到達振子第四次到達P點的時間間隔為一個周期點的時間間隔為一個周期D.振子從振子從A點到點到B點或從點或從B點到點到A點

10、的時間間隔為一個周期點的時間間隔為一個周期解析解析從經(jīng)過某點開始計時，則再經(jīng)過該點兩次所用的時間為一個周期，從經(jīng)過某點開始計時，則再經(jīng)過該點兩次所用的時間為一個周期，B正確，正確，A、C錯誤；振子從錯誤；振子從A到到B或從或從B到到A的時間間隔為半個周期，的時間間隔為半個周期，D錯誤。錯誤。答案答案B圖圖34.如圖如圖4所示為所示為A、B兩質(zhì)點做簡諧運動的位移兩質(zhì)點做簡諧運動的位移時間圖象。請根據(jù)圖象回答。時間圖象。請根據(jù)圖象回答。(1)A的振幅是的振幅是_ cm，周期是，周期是_ s；B的振幅是的振幅是_ cm，周期是，周期是_ s；(2)寫出寫出A質(zhì)點的位移隨時間變化的關(guān)系式；質(zhì)點的位移隨時間變化的關(guān)系式；(3)在在t0.05 s時時A質(zhì)點的位移是多少？質(zhì)點的位移是多少？圖圖4