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高二物理教案:简谐举动的描写

2017-10-31| 来源:互联网| 查看:77

摘要:【摘要】步入高中,对比初中更为告急的进修随之而来。在此高二物理栏目标小编为您编辑了此文:高二物理教案:简谐举动的描写但愿能给您的进修和解说提供辅佐。 本文题目:高

【摘要】步入高中,对比初中更为告急的进修随之而来。在此高二物理栏目标小编为您编辑了此文:“高二物理教案:简谐举动的描写”但愿能给您的进修和解说提供辅佐。

本文题目:高二物理教案:简谐举动的描写

一、课本阐明

本节内容是在上一节相识了简谐举动的位移特点的基本上,以简谐举动为例,进修描写振动特点的物理量,为描写其他振动奠基基本。进而使学生相识差异的举动形式应用差异的物理量描写。是本章的重点内容。

二、解说方针

1.常识与技术

1.知道简谐举动的振幅、周期和频率的寄义。

2.领略周期和频率的干系。

3.知道振动物体的固有周期和固有频率,并正确领略与振幅无关。

2.进程与要领

通过调查演示尝试,总结频率与振幅无关,造就学生的调查、归纳综合本领。

三、解说重点难点

解说重点:简谐举动的振幅、周期和频率的观念;相位的物理意义。

解说难点:

1、振幅和位移的接洽和区别、周期和频率的接洽和区别;

2、对全振动观念的领略,对振动的快慢和振动物体举动的快慢的领略; 3、相位的物理意义

四、学情阐明

学生进修了交换电后对周期性的举动应由周期与频率描写并不难接管,但对振幅的意义领略是一个新问题,因此要区分位移、振幅、旅程的观念,从而使学生可以或许领略振幅。

五、解说要领

思考、教学、尝试相团结。

六、课前筹备

弹簧振子、预习学案

七、课时布置 1课时

八、解说进程

(一)预习查抄、总结迷惑

学生答复预习学案的内容,提出迷惑

(二)精讲点拨

1.振幅

演示:在铁架台上悬挂一竖直偏向的弹簧振子,别离把振子从均衡位置向下拉差异的间隔,让振子振动。

现象:①两种环境下,弹簧振子振动的范畴巨细差异;②振子振动的强弱差异。

在物理学中,我们用振幅来描写物体的振动强弱。

(1)物理意义:振幅是描写振动 的物理量。

(2)界说:振动物体分开均衡位置的 ,叫做振动的振幅。

(3)单元:在国际单元制中,振幅的单元是米(m)。

(4)振幅和位移的区别

①振幅是指振动物体分开均衡位置的最大间隔;而位移是振动物体地址位置与均衡位置之间的间隔。

②对付一个给定的振动,振子的位移是时刻变革的,但振幅是稳定的。

③位移是矢量,振幅是标量。

④振幅便是最大位移的数值。

2.周期和频率

(1)全振动

从O点开始,一次全振动的完整进程为:O→A→O→A′→O。从A点开始,一次全振动的完整进程为:A→O→A′→O→A。从A'点开始,一次全振动的完整进程为:A′→O→A→O→A′。

在判定是否为一次全振动时不只要看是否回到了原位置,并且达到该位置的振动状态(速度)也必需沟通,才气说完成了一次全振动。只有物体振动状态再次规复到与起始时刻完全沟通时,物体才完成一次全振动。

振动物体以沟通的速度相继通过同一位置所经验的进程,也就是持续的两次位置和振动状态都沟通时所经验的进程,叫做一次全振动。

一次全振动是简谐举动的最小举动单位,振子的举动进程就是这一单位举动的不绝反复。

(2)周期和频率

演示:在两个劲度系数差异的弹簧下挂两个质量沟通的小球,让这两个弹簧振子以沟通的振幅振动,调查到振子振动的快慢差异。

为了描写简谐举动的快慢,引入了周期和频率。

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

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

③周期和频率之间的干系:T= 1f

④研究弹簧振子的周期

问题:意料弹簧振子的振动周期大概由哪些因素抉择?

演示:两个差异的弹簧振子(弹簧差异,振子小球质量也差异),学生调查到:两个弹簧振子的振动差异步,说明它们的周期不相等。

意料:影响弹簧振子周期的因素大概有:振幅、振子的质量、弹簧的劲度系数。

留意事项:

a.秒表的正确读数及利用要领。

b.应选择振子颠末均衡位置的时刻作为开始计时的时刻。

c.振动周期的求解要领:T= tn,t暗示产生n次全振动所用的总时间。

d.给学生发秒表,全班同学同时测讲台上演示的弹簧振子的振动周期。

尝试验证:弹簧一端牢靠,另一端系着小球,让小球在竖直偏向上振动。

尝试一:用同一弹簧振子,质量稳定,振幅较小与较大时,测出振动的周期T1和T1′,并举办较量。

结论:弹簧振子的振动周期与振幅巨细 。

尝试二:用同一弹簧,拴上质量较小和较大的小球,在振幅沟通时,别离测出振动的周期T2和T2′,并举办较量。

结论:弹簧振子的振动周期与振子的质量 ,质量较小时,周期较 。

尝试三:保持小球的质量和振幅稳定,换用劲度系数差异的弹簧,测出振动的周期T3和T3′,并举办较量。

结论:弹簧振子的振动周期与弹簧的劲度系数 ,劲度系数较大时,周期较 。

通过上述尝试,我们获得:弹簧振子的周期由振动系统自己的 和 抉择,而与 无关。

⑤固有周期和固有频率

对一个确定的振动系统,振动的周期和频率只与振动系统自己有关,所以把周期和频率叫做固有周期和固有频率。

3.相位

(调查和较量两个摆长相等的单摆做简谐举动的景象)

演示:将并列悬挂的两个等长的单摆(它们的振动周期和频率沟通),向同一侧拉起沟通的很小的偏角同时释放,让它们做简谐举动。

现象:两个简谐举动在同一偏向同时到达位移的最大值,也同时同偏向颠末均衡位置,两者振动的法式一致。

对付同时释放的这两个等长单摆,我们说它们的相位沟通。

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演示:将两个单摆拉向同一侧拉起沟通的很小的偏角,但差异时释放,先把第一个放开,当它举动到均衡位置时再放开第二个,让两者相差 周期,让它们做简谐举动。

现象:两者振动的法式不再一致了,当第一个达到另一侧的最高点时,第二个小球又回到均衡位置,而当第二个摆球达到另一方的最高点时,第一个小球又已经返回均衡位置了。与第一个对比,第二个老是滞后1/4周期,可能说老是滞后1/4全振动。

对付差异时释放的这两个等长单摆,我们说它们的相位不沟通。

要详尽地描写简谐举动,只有周期(或频率)和振幅是不足的,在物理学中我们用差异的相位来描写简谐举动在一个全振动中所处的差异阶段。

相位是暗示物体振动法式的物理量,用相位来描写简谐举动在一个全振动中所处的阶段。

4.简谐举动的表达式

(1)简谐举动的振动方程

既然简谐举动的位移和时间的干系可以用正弦曲线或余弦曲线来暗示,那么若以x代表质点对付均衡位置的位移,t代表时间,按照三角函数常识,x和t的函数干系可以写成

公式中的A代表振动的振幅,ω叫做圆频率,它与频率f之间的干系为:ω=2πf;公式中的 暗示简谐举动的相位,t=0时的相位 叫做初相位,简称初相。

(2)两个同频率简谐举动的相位差

设两个简谐举动的频率沟通,则据ω=2πf,获得它们的圆频率沟通,设它们的初相别离为 1和 2,它们的相位差就是 (ωt+ 2)-(ωt+ )= 2- 1

接头:

个物体举动时其相位变革几多就意味着完成了一次全振动?

(相位每增加2π就意味着产生了一次全振动)

②甲和乙两个简谐举动的相位差为3π/2,意味着什么?

(甲和乙两个简谐举动的相位差为3π/2,意味着乙老是比甲滞后3/2个周期或3/2次全振动)

(3)相位的应用

(三)教室小结

本节进修了描写简谐振动特点的物理量:振幅、周期和频率,知道振幅是描写振动强弱的物理量,是最大位移的绝对值,标量,并与振动的位移与旅程举办了较量,知道位移是矢量,旅程也是标量。

(四)反思总结,当堂检测

(五)部署功课:问题与操练1、3

九、板书设计

二、简谐举动的描写

1、振幅:

(1)物理意义:振幅是描写振动强弱的物理量。

(2)界说:振动物体分开均衡位置的最大间隔,叫做振动的振幅。

(3)单元:在国际单元制中,振幅的单元是米(m)。

(4)振幅和位移的区别:位移是矢量,振幅是标量

2.周期和频率

(1)全振动

(2)周期和频率

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

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

③周期和频率之间的干系:T= 1f

3.相位

描写简谐举动在一个全振动中所处的差异阶段

十、解说反思

本节进修了描写简谐振动特点的物理量:振幅、周期和频率,知道振幅是描写振动强弱的物理量,是最大位移的绝对值,标量,并与振动的位移与旅程举办了较量,知道位移是矢量,旅程也是标量。但对举动的对称性及全面的相识简谐举动涉及较少,需提提醒同学举办调查与总结。

11.2、简谐举动的描写学案

课前预习学案

一、预习方针

1.能说出什么是一次全振动、振幅、周期和频率,劈头认识位移和振幅的区别。

2.能写出简谐举动的表达式

二、预习内容

1、弹簧振子的振幅

振动物体分开均衡位置的 叫振幅, 叫位移。

2、周期和频率

叫一次全振动。

叫振动周期,物理标记是T,单元是s。 叫振动频率,物理标记为f,单元为Hz。周期与频率的干系为 。

3、什么是相位、相位差?

三、提出迷惑

课内探究学案

一、进修方针

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,领略周期与频率的干系。

3、领略相位的物理意义,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、进修进程

(一)振幅、位移、旅程

1、什么叫振幅?振动的强弱与振幅什么干系?是矢量照旧标量?

2、什么是振动质点的位移?是矢量照旧标量?对应时间照旧时刻?

3、什么是振动质点通过的旅程?

(二)周期和频率

1、两次颠末同一位置之间的时距离断是一个周期吗?你奈何领略一个全振动?

2、设计一种要领较精确的测出弹簧振子的振动周期,改变振幅丈量差异振幅下的振动周期,并举办较量。

(三)相位

思考并接头相位的物理意义

(四)简谐举动的表达式

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革的函数式

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的干系

三、反思总结

四、当堂检测

1、颠末一个周期,物体走的旅程是几倍的振幅?颠末半个周期,是否必然走2倍的振幅?

1/4个周期,是否必然走一个振幅?

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_____

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3、某简谐举动的位移与时间干系为: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划定正偏向_____(填“沟通”或“相反”).

4、有一个在平滑程度面内的弹簧振子,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别离为几多?

5、弹簧振子以O点为均衡位置,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,颠末0.5s,振子首次达到C点,求:

(1)振子的周期和频率 (2)振子在5s末的位移的巨细

(3)振子5s内通过的旅程

课后操练与提高

1.关于振幅的各类说法,正确的是( )

A. 振幅是振子分开均衡位置的最大间隔

B. 振幅巨细暗示振动能量的巨细

C. 振幅有时为正,有时为负

D. 振幅大,振动物体的最大加快度也必然大

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举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举动偏向回到这个位置所用的时间

D. 经验了两个振幅的时间

E. 经达了四个振幅的时间

3.做简谐举动的物体,当物体的位移为负值时,下面说法正确的是 [ ]

A.速度必然为正值,加快度必然为负值

B.速度必然为负值,加快度必然为正值

C.速度不必然为正值,加快度必然为正值

D.速度不必然为负值,加快度必然为正值

4.小球做简谐举动,则下述说法正确的是 [ ]

B.小球的加快度巨细与位移成正比,偏向相反

C.小球的速度巨细与位移成正比,偏向相反

D.小球速度的巨细与位移成正比,偏向大概沟通也大概相反

5.一质点做简谐举动的振动图象如图2所示,质点在哪两段时间内的速度与加快度偏向沟通[ ]

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) 落伍/2. (B) 超前.

(C) 落伍. (D) 超前.

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

(A) .

(B) .

(C) .

(D) .

(E) .

8、 一个作简谐举动的质点,先后以同样巨细的速度通过相距10cm的A、 B两点,历时0.5s(图5-7).过B点后再颠末t=0.5s质点以偏向相反、巨细沟通的速度再次通过B点,则质点振动的周期是 [ ]

A.0.5s.

B.1.0s.

C.2.0s.

D.4.0s.

参考谜底

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

课后操练与提高

1.AB 2.CE 3.CD 4.AB 5、D 6、A 7、C

8、阐明  按照题意,由振动的对称性可知:AB的中点(设为O)为均衡位置,A、B两点对称漫衍于O点两侧;质点从均衡位置O向右举动到B的时间应为

质点从B向右达到右方极度位置(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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