11-2简谐运动的描述

3—4第十一章机械振动1编写时间年月日/执行时间年月日/总序第个教案课题第2节简谐运动的描述共1课时课型新授课教学目标①理解振幅、周期和频率，了解相位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简谐运动的振幅、周期、频率和相位的含义难点简谐运动的表达式及式中各物理量的含义教学策略类比法、探究法、实验法多媒体、单摆（2）、弹簧振子（3）、音叉2教学活动（新课引入）复习引入，在前面我们已经认识了简谐运动，那么首先我们先来回顾如下几个概念。1、什么是机械运动？2、弹簧振子有什么特征？3、什么是简谐运动？我们已经知道了简谐运动是一种周期性变化的运动，那么我们也可以用振幅、周期、频率和相位等物理量来描述简谐运动。当然，在分析这些物理量前，我们先认识一个全新的物理概念：全振动——振动物体从某一初始状态开始，再次回到初始状态（即位移、速度均与初态完全相同）所经历的过程。也就是说，完成一次循环，就是做了一次全振动。（新课教学）一、简谐运动的基本物理量1、振幅(A)(1)定义：振动物体离开平衡位置的____最大距离____．(2)物理意义：振幅是表示___振动强弱__的物理量，它是标量，振幅的两倍表示的是做振动的物体____运动范围___的大小．2、振动的周期和频率(1)全振动：振子以相同的____速度___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__4倍____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____相等__的．（2）振动的周期T：做简谐运动的物体完成一次全振动的时间。振动的频率f：单位时间内完成全振动的次数。（3）周期的单位为秒（s）、频率的单位为赫兹（Hz）。3、周期和频率都是表示振动快慢的物理量。两者的关系为：T=1/f或f=1/T举例来说，若周期T=0.2s，即完成一次全振动需要0.2s，那么1s内完成全振动的次数，就3—4第十一章机械振动2是1/0.2=5s-1.也就是说，1s钟振动5次，即频率为5Hz.4、简谐运动的周期或频率与振幅无关振子的周期(或频率)由振动系统本身的性质决定,称为振子的固有周期或固有频率.T=2π√l/g二、对振动特征量关系的理解1．对全振动的理解正确理解全振动的概念，应注意把握振动的五种特征．(1)振动特征：一个完整的振动过程．(2)物理量特征：位移(x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同时与初始状态相同．(3)时间特征：历时一个周期．(4)路程特征：振幅的4倍．(5)相位特征：增加2π.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．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．三、对简谐运动表达式的理解做简谐运动的物体位移x随时间t变化的表达式：x＝Asin(ωt＋φ)1．式中x表示振动质点相对平衡位置的位移．2．式中A表示振幅，描述的是振动的强弱．3．式中ω叫做圆频率，它与周期、频率的关系为ω＝2πT＝2πf.可见ω、T、f相当于一个量，描述的都是振动的快慢．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．小结：一、描述简谐运动的物理量1、振幅：描述振动强弱；2、周期和频率：描述振动快慢;3、相位：描述振动步调.二、简谐运动的表达式：课后反思:sinxAt