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高二物理教案:简谐运动的描述

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2013-04-02

(1)全振动

(2)周期和频率

①周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间,叫做振动的周期,单位:s。

②频率:单位时间内完成的全振动的次数,叫频率,单位:Hz,1Hz=1 s-1。

③周期和频率之间的关系:T= 1f

3.相位

描述简谐运动在一个全振动中所处的不同阶段

十、教学反思

本节学习了描述简谐振动特点的物理量:振幅、周期和频率,知道振幅是描述振动强弱的物理量,是最大位移的绝对值,标量,并与振动的位移与路程进行了比较,知道位移是矢量,路程也是标量。但对运动的对称性及全面的了解简谐运动涉及较少,需提提醒同学进行观察与总结。

11.2、简谐运动的描述学案

课前预习学案

一、预习目标

1.能说出什么是一次全振动、振幅、周期和频率,初步认识位移和振幅的区别。

2.能写出简谐运动的表达式

二、预习内容

1、弹簧振子的振幅

振动物体离开平衡位置的 叫振幅, 叫位移。

2、周期和频率

叫一次全振动。

叫振动周期,物理符号是T,单位是s。 叫振动频率,物理符号为f,单位为Hz。周期与频率的关系为 。

3、什么是相位、相位差?

三、提出疑惑

课内探究学案

一、学习目标

1、能说出振幅的物理意义,能说出振幅与位移的区别。

2、能说出振子完成一次全振动的特点,理解周期与频率的关系。

3、理解相位的物理意义,在振动方程中能指出各物理量。

重点

各物理量的意义.

难点

相位的意义

二、学习过程

(一)振幅、位移、路程

1、什么叫振幅?振动的强弱与振幅什么关系?是矢量还是标量?

2、什么是振动质点的位移?是矢量还是标量?对应时间还是时刻?

3、什么是振动质点通过的路程?

(二)周期和频率

1、两次经过同一位置之间的时间间隔是一个周期吗?你怎样理解一个全振动?

2、设计一种方法较准确的测出弹簧振子的振动周期,改变振幅测量不同振幅下的振动周期,并进行比较。

(三)相位

思考并讨论相位的物理意义

(四)简谐运动的表达式

1、写出正弦函数的数学表达式

2、写出表达简谐振动位移随时间变化的函数式

3、指出式子中各对应的物理量及各量的物理意义

4、写出式中的ω与T及f的关系

三、反思总结

四、当堂检测

1、经过一个周期,物体走的路程是几倍的振幅?经过半个周期,是否一定走2倍的振幅?

1/4个周期,是否一定走一个振幅?

2.右图中是甲乙两弹簧振子的振动图象,两振动振幅之比为_____,频率之比为____, 甲和乙的相差为_____

3、某简谐运动的位移与时间关系为:x=0.1sin(100πt+π )cm, 由此可知该振动的振幅是______cm,频率是 Hz,零时刻振动物体的速度与规定正方向_____(填“相同”或“相反”).

4、有一个在光滑水平面内的弹簧振子,第一次用力把弹簧压缩x后释放,第二次把弹簧压缩2x后释放,则先后两次振动的周期和振幅之比分别为多少?

5、弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点之间做简谐振动,B、C相距20cm,某时刻振子处于B点,经过0.5s,振子首次到达C点,求:

(1)振子的周期和频率 (2)振子在5s末的位移的大小

(3)振子5s内通过的路程

课后练习与提高

1.关于振幅的各种说法,正确的是( )

A. 振幅是振子离开平衡位置的最大距离

B. 振幅大小表示振动能量的大小

C. 振幅有时为正,有时为负

D. 振幅大,振动物体的最大加速度也一定大

2.振动的周期就是指振动物体( )

A. 从任一位置出发又回到这个位置所用的时间

B. 从一个最大偏移位置运动到另一个最大偏移位置所用的时间

C. 从某一位置出发又以同一运动方向回到这个位置所用的时间

D. 经历了两个振幅的时间

E. 经达了四个振幅的时间

3.做简谐运动的物体,当物体的位移为负值时,下面说法正确的是 [ ]

A.速度一定为正值,加速度一定为负值

B.速度一定为负值,加速度一定为正值

C.速度不一定为正值,加速度一定为正值

D.速度不一定为负值,加速度一定为正值

4.小球做简谐运动,则下述说法正确的是 [ ]

B.小球的加速度大小与位移成正比,方向相反

C.小球的速度大小与位移成正比,方向相反

D.小球速度的大小与位移成正比,方向可能相同也可能相反

5.一质点做简谐运动的振动图象如图2所示,质点在哪两段时间内的速度与加速度方向相同[ ]

A.0~0.3s和0.3~0.6s

B.0.6~0.9s和0.9~1.2s

C.0~0.3s和0.9~1.2s

D.0.3~0.6s和0.9~1.2s

6、两个同周期简谐振动曲线如图所示.x1的相位比x2的相位

(A) 落后/2. (B) 超前.

(C) 落后. (D) 超前.

7、已知某简谐振动的振动曲线如图所示,位移的单位为厘米,时间单位为秒.则此简谐振动的振动方程为:

(A) .

(B) .

(C) .

(D) .

(E) .

8、 一个作简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过相距10cm的A、 B两点,历时0.5s(图5-7).过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点,则质点振动的周期是 [ ]

A.0.5s.

B.1.0s.

C.2.0s.

D.4.0s.

参考答案

当堂检测

1、4倍、是、不是。 2∶1,1∶1,π/2。 3、0.1,相反 ,50

4、1:1、 1:2.

5、(1) T=1s, (2) f=1hz, (3) 2m

课后练习与提高

1.AB 2.CE 3.CD 4.AB 5、D 6、A 7、C

8、分析  根据题意,由振动的对称性可知:AB的中点(设为O)为平衡位置,A、B两点对称分布于O点两侧;质点从平衡位置O向右运动到B的时间应为

质点从B向右到达右方极端位置(设为D)的时间

所以,质点从O到D的时间

所以 T=2s.

答C.

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