2.2简谐运动的描述 学案-（2019）新人教版高中物理选择性必修第一册.docx

1、 2020级 物理教学案 编制： 审核： 使用： 教学日期：学习内容： 2.2简谐运动的描述 总第_课时课标核心素养要求知道简谐运动的振幅、周期、频率和相位。学习目标1.知道什么是振动的振幅、周期、频率及相位2.知道简谐运动的数学表达式，知道数学表达式中各物理量的意义学习重点描述简谐运动，分析简谐运动的数学表达式学习过程教学笔记【自主学习】回顾：简谐运动概念、图像【合作学习难点探究】任务一、识别简谐运动的全振动、振幅、周期、频率1、结合简谐运动图像说明全振动、振幅、周期、频率和路程概念2、 总结：（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叫做一次全振动，即经过一次全振动，位移(

2、x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同时与初始状态相同.（2）振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离叫做振动的振幅，是标量。（3）周期是振动物体完成一次全振动所需要的时间，频率是单位时间完成全振动的次数，所以T和f的关系为T.，周期和频率由振动系统本身的性质决定，与振幅无关（4）振动物体在一个周期内的路程为四个振幅.振动物体在半个周期内的路程为两个振幅，振动物体在个周期内的路程不一定等于一个振幅【例1】如图所示，弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间距离是20 cm，从A到B运动时间是2 s，则()A.从OBO振子做了一次全振动B.振动周期为2 s，振幅是10 cmC.从B开始

3、经过6 s，振子通过的路程是60 cmD.从O开始经过3 s，振子处在平衡位置【针对训练1】一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，由图可知（ ）A.质点振动的频率是4 Hz，振幅是2 cmB.质点经过1 s通过的路程总是2 cmC.03 s内，质点通过的路程为6 cmD.t3 s时，质点的振幅为零任务二、识别简谐运动的表达式、相位1、简谐运动图像为正弦函数，表达式为：xAsin (t0)，请说明各量意义：2、总结：（1）由简谐运动的表达式我们可以直接读出振幅A、圆频率、相位t0和初相0.其中或2f（2）相位差21，取值范围：.0，表明两振动步调完全相同，称为同相 ，表明两振动步

4、调完全相反，称为反相0，表示振动2比振动1超前0，表示振动2比振动1滞后【例2】物体A做简谐运动的振动位移xA3sin m，物体B做简谐运动的振动位移xB5 sin m。比较A、B的运动，有()A.振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 mB.周期是标量，A、B周期相等，为100 sC.A振动的频率fA等于B振动的频率fBD.A的相位始终超前B的相位【针对训练】2、有甲、乙两个简谐运动，甲的振幅为2 cm，乙的振幅为3 cm，周期都是4 s。当t0时，甲的位移为2 cm，乙的相位比甲落后，试写出二者的函数表达式，并在同一坐标系中作出它们的位移时间图像。任务三、能根据简谐运动的周期性和对称

5、性分析问题指导：1周期性做简谐运动的物体经过一个周期或几个周期后，能回复到原来的状态2对称性：如图所示，物体在A和B之间运动，O点为平衡位置，C和D两点关于O点对称，则：(1)时间的对称振动质点来回通过相同的两点间的时间相等如tDBtBD.质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段时间相等，图中tOBtBOtOAtAO，tODtDOtOCtCO.(2)速度的对称物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等，方向相反物体经过关于O点对称的两点(如C与D)的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反【例3】如图所示，一质点沿水平直线做简谐运动，先后以相同速度通过a、b两点，经历时间tab1 s，过b点后

6、再经t1 s质点第一次反向通过b点.O点为平衡位置，若在这两秒内质点所通过的路程是8 cm，试求该质点的振动周期和振幅.【针对性训练】2、一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点.t0时振子的位移为0.1 m，t1 s时位移为0.1 m，则（ ）A.若振幅为0.1 m，振子的周期可能为 2/3 sB.若振幅为0.1 m，振子的周期可能为 4/5 sC.若振幅为0.2 m，振子的周期可能为4 sD.若振幅为0.2 m，振子的周期可能为6 s【达标训练限时检测】1、如图所示，将弹簧振子从平衡位置下拉一段距离x，释放后振子在A、B间振动，且AB20 cm，振子由A首次到B的时间为0.1 s，求：(

7、1)振子振动的振幅、周期和频率；(2)振子由A首次到O的时间；(3)振子在5 s内通过的路程及偏离平衡位置的位移大小2、一弹簧振子A的位移x随时间t变化的关系式为x0.1sin 2.5t，位移x的单位为m，时间t的单位为s.则( )A.弹簧振子的振幅为0.2 mB.弹簧振子的周期为1.25 sC.在t0.2 s时，振子的运动速度为零D.若另一弹簧振子B的位移x随时间t变化的关系式为x0.2sin (2.5t )(m)，则A滞后B3、一质点在平衡位置O附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经0.13 s质点第一次通过M点，再经0.1 s第二次通过M点，则质点振动周期的可能值为多大？4、有一

8、弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20 cm，振子在2 s内完成了10次全振动若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t0)，经过周期振子有正向最大加速度(1)求振子的振幅和周期；(2)在图中作出该振子的位移时间图象；(3)写出振子的振动方程5、如图所示，A、B为两简谐运动的图像，下列说法正确的是（ ）A.A、B之间的相位差是 B.A、B之间的相位差是C.B比A超前 D.A比B超前6、如图所示为A、B两个简谐运动的位移时间图象请根据图象回答：(1)A的振幅是 cm，周期是 s；B的振幅是 cm，周期是 s.(2)写出这两个简谐运动的位移随时间变化的关系式；(3)在t0.05 s时两质点的位移分别是多少？【反思总结】 答案【例1】C【针对训练】1、C【例2】CD【针对训练】2、x甲2sincmx乙3sin(0.5t)cm。【例3】4 s4 cm【针对训练】2、AD【达标训练限时检测】1、（1）10 cm0.2 s5 Hz （2）0.05 s （3）.1 000 cm10 cm2、CD 3、0.72秒或0，24秒 4、略5、AD 6、(1)0.50.40.20.8(2)xA0.5sin (5t) cm，xB0.2sin cm(3)xA cm，xB0.2sin cm.