高中物理 第1章 机械运动 第2节 振动的描述教师用书 鲁科版选修.doc

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1、第2节　振动的描述振动特征的描述[先填空]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：表示振动幅度大小或振动强弱的物理量，是标量．2．周期(T)和频率(f)(1)全振动：振子以相同的速度相继两次通过同一位置所经历的过程．(2)周期：做简谐运动的物体，完成一次全振动所经历的时间．(3)频率：振动物体在1s内完成全振动的次数．(4)固有周期(或固有频率)：物体在自由状态下的振动周期(或频率)，叫做固有周期(或固有频率)．(5)物理意义：周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量，周期越小，频率越

2、大，表示物体振动越快，周期与频率的关系是T＝.[再判断]1．物体离开平衡位置的最大距离叫振幅．(√)2．振幅随时间做周期性变化．(×)3．物体两次通过平衡位置的时间叫做周期．(×)[后思考]简谐运动中物体始末位移相同的一个过程一定是一次全振动吗？【提示】　不一定．一个全振动过程，物体的始末位移一定相同，但始末位移相同的一个过程，不一定是一次全振动．[核心点击]1．对全振动的理解(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)等各物理量第一次同时与初始状态相同．(3)时间特征：

3、历时一个周期．(4)路程特征：振幅的4倍．2．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．3．振幅与路程的关系振动中的路程是标量，是随时间不断增大的，其中常用的定量关系是(1)一个周期内的路程为4倍的振幅；(2)半个周期内的路程为2倍的振幅．4．振幅与周期的关系在简谐运动中，一个确定的振动系统的周期(或频率)是固定的，与振幅无关．1．如图121所示，弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝5cm，若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法正确的是(　　

4、)图121A．振子从B经O到C完成一次全振动B．振动周期是2s，振幅是5cmC．经过两次全振动，振子通过的路程是20cmD．从B开始经过3s，振子通过的路程是30cmE．振子振动的频率是0.5Hz【解析】　振子从B―→O―→C仅完成了半次全振动，所以周期T＝2×1s＝2s，振幅A＝BO＝5cm.弹簧振子在一次全振动过程中通过的路程为4A＝20cm，所以两次全振动中通过路程为40cm,3s的时间为1.5T，所以振子通过的路程为30cm.故B、D正确，A、C错误．根据f＝，f＝0.5Hz，故E正确．【答案】　BDE2．关

5、于简谐运动的频率，下列说法正确的是(　　)【导学号：】A．频率越高，振动质点运动的速度越大B．频率越高，单位时间内速度的方向变化的次数越多C．频率是50Hz时，1s内振动物体速度方向改变100次D．弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置时的速度大小有关E．固有频率由振动物体本身的属性决定【解析】　简谐运动的频率与物体运动的快慢没有关系，描述物体运动的快慢用速度，而速度是变化的，物体振动过程中最大速度大，也不能说明它的频率大．振动得越快和运动得越快意义是不同的，故A错误．简谐运动的物体在一个周期内速度的方向改变两次，频率

6、越高，单位时间内所包含的周期个数越多，速度方向变化的次数就越多，故B、C正确．弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置的速度没有关系，它由振动系统的固有量：质量m和弹簧的劲度系数k决定，故D错误，E正确．【答案】　BCE3．一弹簧振子的振幅是2cm，振子完成一次全振动通过的路程是多少？如果频率是5Hz，振子每秒钟通过的路程是多少？【解析】　振子完成一次全振动通过4个A，所以路程为s＝4A＝4×2cm＝8cm.如果频率为5Hz，则周期T＝＝s.故振子1s内完成全振动的次数n＝＝5所以振子1s内通过的路程s总＝n·4A＝5×

7、4×2cm＝40cm.【答案】　8cm　40cm振幅与路程的关系振动中的路程是标量，是随时间不断增大的．一个周期内的路程为4倍的振幅，半个周期内的路程为2倍的振幅．(1)若从特殊位置开始计时，如平衡位置、最大位移处，周期内的路程等于振幅．(2)若从一般位置开始计时，周期内的路程与振幅之间没有确定关系，路程可能大于、等于或小于振幅．简谐运动的图象描述、公式表达[先填空]1．坐标系的建立以横轴表示做简谐运动物体运动的时间，纵轴表示做简谐运动的物体运动过程中相对平衡位置的位移．2．图象的特点一条正弦(或余弦)曲线．3．图象

8、意义表示做简谐运动的物体在任意时刻相对于平衡位置的位移．4．图象信息如图122所示，从图象上可知周期和振幅．还可知道任一时刻的位移大小和方向，借助图象信息，还可以判断不同时刻的加速度和速度的方向和大小关系．图1225．简谐运动的公式表达简谐运动的一般表达式为x＝Asint＝Asinωt.(1)x表示振动质点相对于平衡位置的位移，t表示振动时间．