2.2 简谐运动的描述（配套课件）-2021-2022学年高二物理【步步高】学习笔记（人教版2019选择性必修第一册）津鲁琼浙云晋皖黑吉桂

2　简谐运动的描述 第二章　机械振动 【学习目标】 1.知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义. 2.了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义. 3.了解简谐运动的表达式中各量的物理意义，能依据简谐运 动表达式描绘振动图像或根据简谐运动图像写出表达式. 梳理教材 夯实基础 探究重点 提升素养 随堂演练 逐点落实 课时 对点练 【内容索引】 SHULIJIAOCAI　 HANGSHIJICHU 梳理教材　夯实基础 1 一、振幅 1.概念：振动物体离开平衡位置的 距离. 2.意义：振幅是表示 大小的物理量，振动物体运动的范围是振幅的两倍. 最大 物体振动幅度 二、周期和频率 1.全振动：一个 的振动过程称为一次全振动.做简谐运动的物体完成一次全振动的时间总是 的. 2.周期：做简谐运动的物体完成一次 所需要的时间，叫作振动的周期，用T表示.在国际单位制中，周期的单位是 (s). 3.频率：物体完成全振动的 与 之比叫作振动的频率，数值等于单位时间内完成 的次数，用f 表示.在国际单位制中，频率的单位是 ，简称 ，符号是 . 完整 相同 全振动 秒 次数 所用时间 全振动 赫兹 赫 Hz 4.周期和频率的关系：f＝ .周期和频率都是表示物体 的物理量，周期越小，频率越大，表示振动越 . 5.圆频率ω：表示简谐运动的快慢，其与周期T、频率f间的关系式为ω ＝ ，ω＝ . 振动快慢 2πf 快 三、相位 1.概念：描述周期性运动在一个运动周期中的 . 2.表示：相位的大小为 ，其中φ是t＝0时的相位，叫初相位，或初相. 3.相位差：两个相同 的简谐运动的相位的差值，Δφ＝ (φ1>φ2). 状态 ωt＋φ 频率 φ1－φ2 四、简谐运动的表达式 x＝Asin (ωt＋φ0)＝Asin ( t＋φ0)，其中：A为 ，ω为圆频率，T为简谐运动的 ，φ0为初相位. 振幅 周期 1.判断下列说法的正误. (1)在简谐运动的过程中，振幅是不断变化的.(　　) (2)振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移，它是矢量.(　　) (3)振子从离开某位置到重新回到该位置的过程为一次全振动过程. (　　) (4)振动周期指的是振动物体从一侧最大位移处，运动到另一侧最大位移处所用的时间.(　　) (5)相位反映了振动物体的振动步调.(　　) 即学即用 × √ × × × (6)两个振动物体相位相同，则其振动步调相反.(　　) (7)按x＝5sin (8πt＋ π) cm的规律振动的弹簧振子的振动周期为0.25 s. (　　) × √ 2.弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间距离是20 cm，振子从A到B运动的时间是2 s，如图1所示，则弹簧振子的振幅A＝____ cm，弹簧振子的振动周期为___ s，圆频率ω＝_____ rad/s. 图1 10 4 返回 TANJIUZHONGDIAN　 TISHENGSUYANG 探究重点　提升素养 2 导学探究 一、简谐运动的振幅、周期和频率 如图2所示为理想弹簧振子，O点为它的平衡位置，其中A、A′点关于O点对称. 答案　不是.经过一个周期振子一定从同一方向经过O点，即经过一个周期，位移、速度第一次同时与初始时刻相同. 图2 (1)从振子某一时刻经过O点开始计时，至下一次再经过O点的时间为一个周期吗？ (2)先后将振子拉到A点和B点由静止释放，两种情况下振子振动的周期相同吗？振子完成一次全振动通过的位移相同吗？路程相同吗？ 答案　周期相同，振动的周期取决于振动系统本身，与振幅无关.位移相同，均为零.路程不相同，一个周期内振子通过的路程与振幅有关. 知识深化 1.对全振动的理解 (1)经过一次全振动，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)经过一次全振动，振子历时一个周期. (3)经过一次全振动，振子的路程为振幅的4倍. 2.振幅和位移的区别 (1)振幅等于最大位移的数值. (2)对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的. (3)位移是矢量，振幅是标量. 3.路程与振幅的关系 (1)振动物体在一个周期内的路程为四个振幅. (2)振动物体在半个周期内的路程为两个振幅. (3)