11.2 简谐运动的描述-2020-2021学年高二物理同步课堂帮帮帮（人教版选修3-4）

第十一章 机械振动 第2节 简谐运动的描述 一、描述简谐运动的物理量 1．振幅 (1)定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，用A表示。 (2)物理意义：表示振动的强弱，是标量。 2．全振动 类似于O→B→O→C→O的一个完整振动过程。 3．周期(T)和频率(f) 周期 频率 定义 做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动的周期 单位时间内完成全振动的次数，叫做振动的频率 单位 秒(s) 赫兹(Hz) 物理含义 表示物体振动快慢的物理量 关系式 T＝ 4.相位 描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。 二、简谐运动的表达式 简谐运动的一般表达式为x＝Asin(ωt＋φ) 1．x表示振动物体相对于平衡位置的位移。 2．A表示简谐运动的振幅。 3．ω是一个与频率成正比的量，表示简谐运动的快慢，ω＝＝2πf。 4．ωt＋φ代表简谐运动的相位，φ表示t＝0时的相位，叫做初相。 1．对全振动的理解 (1)全振动的定义：振动物体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． (2)注意把握全振动的四个特征 ①物理量特征：位移(x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同时与初始状态相同． ②时间特征：历时一个周期． ③路程特征：振幅的四倍． ④相位特征：增加2π. 2．对振幅的理解 (1)定义：振动物体离开平衡位置的最大距离叫做振动的振幅．在国际单位制中，振幅的单位是米(m)． (2)振幅是标量，只有大小，没有方向，是用来表示振动强弱的物理量． (3)同一振动系统，系统的能量仅由振幅决定，振动越强，振幅就越大，振动能量也越多． (4)振幅与位移、路程的区别 ①振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量；而位移是由平衡位置指向末位置的有向线段，是矢量；路程是运动路径的总长度，是标量．一个周期内的路程为振幅的四倍，半个周期内的路程为振幅的两倍． ②当物体做简谐运动时，振幅是定值；位移的大小和方向时刻都在变化；路程则会持续不断地增加． 3．对周期和频率的理解 (1)周期(T)和频率(f)都是标量，反映了振动的快慢，T＝，即周期越大，频率越小，振动越慢． (2)振动周期、频率由振动系统决定，与振幅无关． (3)全振动次数N与周期T和振动时间t的关系为N＝. 1．如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振