内容正文:
第二章 机械振动
自主预习 基础落实
物理•选择性必修 第一册(RJ)
综合训练 能力提升
互动探究 核心突破
第二章
机械振动
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2 简谐运动的描述
第二章 机械振动
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[学业要求与核心素养]
物理观念
1.知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。
2.理解周期和频率的关系。
科学思维
掌握简谐运动的表达式,正确理解振幅、相位、初相的概念。
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最大
幅度
一、振幅
1.定义:振动物体离开平衡位置的______距离。
2.意义:表示振动______大小。
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完整
3.周期和频率
(1)全振动(如图221所示)
图221
类似于O→B→O→C→O的一个______的振动过程。
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一次
秒(s)
次数
(2)周期(T)
①定义:做简谐运动的物体完成______全振动所需要的时间。
②单位:国际单位是_______。
(3)频率(f)
①定义:单位时间内完成全振动的______。
②单位:赫兹(Hz)。
(4)T和f的关系:T=_____。
eq \f(1,f)
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状态
振幅
圆频率
2πf
二、相位
1.相位的意义:描述周期性运动在各个时刻所处的不同______。
2.简谐运动的表达式
简谐运动的一般表达式为x=Asin (ωt+φ)。
(1)A表示简谐运动的______。
(2)ω是一个与频率成正比的量,叫作简谐运动的_________。它也表示简谐运动的快慢,ω=eq \f(2π,T)=_________。
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初相
相等
(3)____________代表简谐运动的相位,φ是t=0时的相位,称作初相位,或______。
(4)相位差:如果两个简谐运动的频率______,其初相分别是φ1和φ2,当φ2>φ1时,它们的相位差是Δφ=(ωt+φ2)-(ωt+φ1)=φ2-φ1。
ωt+φ
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1.下列说法正确的是
A.在机械振动的过程中,振幅是不断变化的。
B.振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移,它是矢量。
C.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。
D.按x=5sin (8πt+eq \f(1,4)π)cm的规律振动的弹簧振子的振动周期为eq \f(1,4) s。
答案 D
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2.有一个弹簧振子,振幅为0.8 cm,周期为0.5 s,初始时(t=0)具有正的最大位移,则它的振动方程是x=________________m。
答案 0.008sin (4πt+eq \f(1,2)π)
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图222
知识点一 描述简谐运动的物理量
[问题探究]将弹簧上端固定,下端悬吊钢球,旁边立一刻度尺,把钢球从平衡位置向下拉一段距离A,放手让其运动。仔细观察钢球的运动:
(1)钢球的位移怎么变化?
(2)钢球偏离平衡位置的最大距离改变吗?
答案 (1)钢球相对于平衡位置的位移随时间时大时小,呈周期性变化。
(2)不变。
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自主预习