高中物理 第十一章 機(jī)械振動 2 簡諧運(yùn)動的描述課堂探究學(xué)案 新人教版選修3-4(2021年最新整理)

1、高中物理 第十一章 機(jī)械振動 2 簡諧運(yùn)動的描述課堂探究學(xué)案 新人教版選修3-4高中物理 第十一章 機(jī)械振動 2 簡諧運(yùn)動的描述課堂探究學(xué)案 新人教版選修3-4 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理 第十一章 機(jī)械振動 2 簡諧運(yùn)動的描述課堂探究學(xué)案 新人教版選修3-4）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)

2、績進(jìn)步，以下為高中物理 第十一章 機(jī)械振動 2 簡諧運(yùn)動的描述課堂探究學(xué)案 新人教版選修3-4的全部內(nèi)容。52簡諧運(yùn)動的描述課堂探究一、如何理解振幅、位移和路程的關(guān)系？1振幅與位移（1）振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，位移是物體相對于平衡位置的位置變化。（2)振幅是表示振動強(qiáng)弱的物理量，在同一簡諧運(yùn)動中振幅是不變的，而位移卻時(shí)刻變化.（3）振幅是標(biāo)量，位移是矢量。(4）振幅在數(shù)值上等于位移的最大值。2振幅與路程(1)振動物體在一個周期內(nèi)的路程一定為四個振幅,在半個周期內(nèi)的路程一定為兩個振幅.(2）振動物體在t內(nèi)的路程可能等于一個振幅，可能大于一個振幅.只有當(dāng)t的初時(shí)刻，振動物體在平衡位置

3、或最大位移處時(shí)，t內(nèi)的路程才等于一個振幅。二、簡諧運(yùn)動的對稱性和周期性做簡諧運(yùn)動的物體，運(yùn)動過程中各物理量關(guān)于平衡位置對稱.以水平彈簧振子為例，振子通過關(guān)于平衡位置對稱的兩點(diǎn),其加速度、速度大小相等，動能相等，勢能相等。對稱性還表現(xiàn)在過程量的相等上，如：從某點(diǎn)到達(dá)最大位置和從最大位置再回到該點(diǎn)所需要的時(shí)間相等,質(zhì)點(diǎn)從某點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動時(shí)到達(dá)平衡位置的時(shí)間和它從平衡位置再運(yùn)動到該點(diǎn)的對稱點(diǎn)所用的時(shí)間相等。簡諧運(yùn)動是一種周而復(fù)始的周期性的運(yùn)動，按其周期性可做出如下判斷：1若t2t1nt，則t1、t2兩時(shí)刻振動物體在同一位置,運(yùn)動情況相同。2若t2t1nt，則t1、t2兩時(shí)刻，描述運(yùn)動的物理量(x、

4、f、a、v)均大小相等,方向相反。3若t2t1nt或t2t1nt，則當(dāng)t1時(shí)刻物體到達(dá)最大位移處時(shí)，t2時(shí)刻物體到達(dá)平衡位置；當(dāng)t1時(shí)刻物體在平衡位置時(shí),t2時(shí)刻到達(dá)最大位移處；若t1時(shí)刻物體在其他位置，t2時(shí)刻物體到達(dá)何處就要視具體情況而定。三、如何理解簡諧運(yùn)動的表達(dá)式？做簡諧運(yùn)動的物體位移x隨時(shí)間t變化的表達(dá)式：xasin(t）。1式中x表示振動質(zhì)點(diǎn)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(qiáng)弱。3式中叫做圓頻率，它與周期頻率的關(guān)系為2f?？梢姟、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(yùn)動的物體在各個不同時(shí)刻所處的不同狀態(tài)，是描述不同振動的振動

5、步調(diào)的物理量.它是一個隨時(shí)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t0時(shí)簡諧運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)所處的狀態(tài)為初相位或初相。6相位差：即某一時(shí)刻的相位之差.兩個具有相同的簡諧運(yùn)動,設(shè)其初相位分別為1和2，其相位差(t2）（t1)21。相位差的取值范圍一般為：，當(dāng)0時(shí)兩運(yùn)動步調(diào)完全相同,稱為同相；當(dāng)時(shí)，兩運(yùn)動步調(diào)相反，稱為反相。類型一 描述簡諧運(yùn)動的物理量【例1】 彈簧振子以o點(diǎn)為平衡位置在b、c兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動,bc相距20 cm，某時(shí)刻振子處于b點(diǎn)，經(jīng)過0.5 s，振子首次到達(dá)c點(diǎn),求：(1)振子的振幅。（2)振子的周期和頻率.（3）振子在5 s內(nèi)通過的路程及位移大

6、小.解析：(1）振幅設(shè)為a，則有2abc20 cm，所以a10 cm。（2)從b首次到c的時(shí)間為周期的一半，因此t2t1 s；再根據(jù)周期和頻率的關(guān)系可得f1 hz.(3)振子一個周期通過的路程為4a40 cm，則s4a540 cm200 cm5 s的時(shí)間為5個周期,又回到原始點(diǎn)b，位移大小為10 cm.答案:（1)10 cm（2）1 s，1 hz(3）200 cm，10 cm題后反思：一個全振動的時(shí)間叫做周期，周期和頻率互為倒數(shù)關(guān)系.簡諧運(yùn)動的位移是振子離開平衡位置的距離.要注意各物理量之間的區(qū)別與聯(lián)系。類型二 簡諧運(yùn)動的對稱性和周期性【例2】 一彈簧振子做簡諧運(yùn)動，周期為t.則下列說法中正確

7、的是()。a若t時(shí)刻和(tt)時(shí)刻振子運(yùn)動速度的大小相等、方向相反，則t一定等于的整數(shù)倍b若t時(shí)刻和(tt)時(shí)刻振子運(yùn)動位移的大小相等、方向相同,則t一定等于t的整數(shù)倍c若t，則在t時(shí)刻和(tt)時(shí)刻彈簧的長度一定相等d若tt，則在t時(shí)刻和(tt)時(shí)刻振子運(yùn)動的加速度一定相等解析：若t或tnt（n1,2,3,），則在t和(tt）兩時(shí)刻振子必在關(guān)于平衡位置對稱的兩位置(包括平衡位置）,這兩時(shí)刻，振子的位移、加速度、速度等均大小相等、方向相反，但在這兩時(shí)刻彈簧的長度并不一定相等只有當(dāng)振子在t和(tt)兩時(shí)刻均在平衡位置時(shí)，彈簧長度才相等。反過來，若在t和（tt）兩時(shí)刻振子的位移、加速度和速度均大小

8、相等、方向相反,則t一定等于的奇數(shù)倍，即t（2n1）(n1,2，3，）。如果僅僅是振子的速度在t和(tt）兩時(shí)刻大小相等、方向相反，那么不能得出t(2n1)，更不能得出tn(n1，2，3,)。根據(jù)以上分析，a、c選項(xiàng)錯誤。若t和(tt)兩時(shí)刻，振子的位移、加速度、速度等均相同，則tnt（n1,2，3，），但僅僅根據(jù)兩時(shí)刻振子的位移相同，不能得出tnt，所以b選項(xiàng)錯誤。若tnt，在t和（tt)兩時(shí)刻,振子的位移、加速度、速度等均大小相等、方向相同，d選項(xiàng)正確。答案：d題后反思:不能僅根據(jù)兩時(shí)刻位移或速度是否大小相等、方向相反來判斷這一段時(shí)間是不是半個周期的奇數(shù)倍，必須是位移和速度均大小相等、方向相反的兩個時(shí)刻之間的時(shí)間才為半個周期的奇數(shù)倍。同樣，也不能僅根據(jù)兩時(shí)刻位移或速度是否相同來判斷這一段時(shí)間是不是周期的整數(shù)倍，必須是位移和速度均相同的兩個時(shí)刻之間的時(shí)間才為周期的整數(shù)倍。類型三 簡諧運(yùn)動的方程【例3】 一個物體沿x軸做簡諧運(yùn)動，振幅為8 cm，頻率為0。5 hz，在t0時(shí)，位移是4 cm，且向x軸負(fù)方向運(yùn)動，試寫出應(yīng)用正弦函數(shù)表示的振動關(guān)系式。點(diǎn)撥：簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為xasin（t）.解析：根據(jù)題目給出的條件，a0。08 m，2f rad/s，代入表達(dá)式:x0。08sin（t) m,由于t0時(shí)，x4 cm，所以sin 。根