2.2简谐运动的描述 课件-2021-2022学年【新教材】粤教版（2019）高二物理选择性必修第一册

第二章 机械振动 第二节 简谐运动的描述 粤教版 选择性必修第一册 有些物体的振动可以近似为简谐运动，做简谐运动的物体在一个位置附近不断地重复同样的运动。如何描述简谐运动的这种独特性呢？ 函数描述 图像描述 情境：如图所示，弹簧振子做简谐运动，其位移-时间图像如右图。 振动曲线：振子振动时位移与时间关系的曲线叫振动曲线，简称 图像。 物理意义：表明振子的位移随时间按正弦或余弦函数的规律变化。 一、简谐运动的函数描述 描述简谐运动位移-时间的函数表达式： 振幅 角频率 初相位 相位 【思考问题】 请根据角频率、周期和频率的关系， 还可以表示成哪些形式？ 练习：请根据振子的位移—时间图像，写出其函数关系式。 二、简谐运动的图像描述 情境：振子P做简谐运动的位移—时间函数关系式为 。 【思考问题】（1）请作出振子P做简谐运动的位移—时间图像； （2）请观察图像，你能从图像中得到哪些信息？ 【思考问题】（1）请在同一坐标系中作出其位移—时间图像。 情境： 振子Q做简谐运动的位移—时间函数关系式为 。 （2）请对比P、Q两振子的图像，两个振子第一次达到正向最大值的时间分别是多少？ （3）振子Q的振动比振子P的振动超前了多少个周期？ 对于频率相同、相位不同的两个振子，它们的相位差： ①若 ，则1的相位比2超前； ②若 ，则1的相位比2落后。 例题：如图所示是某弹簧振子的振动图像。 （1）求振子振动的振幅、周期、频率和初相。 （2）如果从点O开始计时，到图中的哪一点为止，振子完成了一次全振动？如果从点C开始计时呢？ （3）当t=1.4s时，振子对平衡位置的位移是多少？它在一次全振动中所通过的路程是多少？ 练习：如图所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达C点。 （1）画出小球在第一个周期内的x-t图像。 （2）求5s内小球通过的路程及5s末小球的位移。 $