2.2 简谐运动的描述 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

简谐运动的描述 t x 引入：上节回顾 简谐运动：物体位移与时间之间满足正弦函数关系 与以往所学运动不同，做简谐运动的物体在某一位置附近不断地重复同样的运动，比如此处的竖直弹簧振子，我们要如何描述这种运动的独特性呢？在上一节的学习中，我们已经知道，做简谐运动的物体位移和时间之间满足正弦函数关系，因此，x和t的函数通式可写为此处的A,分别具有怎样的意义呢？这节课我们就根据此表达式，结合具体的运动实例来学习简谐运动的描述。 x O 振幅（A） 定义：振动物体离开平衡位置的最大距离；标量。（振幅的2倍表示物体的运动范围） 单位：米（m）。 物理意义：描述振动强弱的物理量。 M’ M A A 问题1：振幅 弹簧振子在平衡位置O左右两侧M’和M范围内运动，OM=OM‘=A，我们把振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅，用字母A表示，单位是米，振幅的2倍表示物体的运动范围。注意区别振幅和位移的关系，振幅是标量，位移是矢量。同学们，对于同一个弹簧振子，振幅越大，代表弹簧最大形变量越大，进而弹簧的最大弹性势能越大，反映了振子的能量越大，所以振幅的物理意义是描述了简谐振动的幅度或者说简谐振动的强弱。 x O M’ M 问题2：周期和频率 2.1一次全振动的认识 我们再看，弹簧振子在O点附近做往复运动，从O向右出发先运动至M再向左运动至M’再次向右运动回O，此后的运动都可看做是这次运动的重复，我们把这样的一个完整振动称为一次全振动。简谐运动就是不断地重复全振动的过程。同学们，怎样的运动也可以看做一次全振动？若小球从P处向右出发，完成怎样的运动可称为一次全振动呢？我们不难发现由P点向右出发，到达M点后再向左到达M’点再次向右回到P点的过程也为一次全振动，也可认为振子一直重复这样的运动。同理若小球从P’向左出发先运动到M’点再向左运动到M点，最后再次向左回到P’点也是一次全振动。所以一次全振动指的是物体从某点出发，再次沿同一方向回到出发点，位移和速度都回到原值的过程。从图中得知，一次全振动经过的路程等于振幅的四倍。 x P M’ M 问题2：周期和频率 2.1一次全振动的认识 我们再看，弹簧振子在O点附近做往复运动，从O向右出发先运动至M再向左运动至M’再次向右运动回O，此后的运动都可看做是这次运动的重复，我们把这样的一个完整振动称为一次全振动。简谐运动就是不断地重复全振动的过程。同学们，怎样的运动也可以看做一次全振动？若小球从P处向右出发，完成怎样的运动可称为一次全振动呢？我们不难发现由P点向右出发，到达M点后再向左到达M’点再次向右回到P点的过程也为一次全振动，也可认为振子一直重复这样的运动。同理若小球从P’向左出发先运动到M’点再向左运动到M点，最后再次向左回到P’点也是一次全振动。所以一次全振动指的是物体从某点出发，再次沿同一方向回到出发点，位移和速度都回到原值的过程。从图中得知，一次全振动经过的路程等于振幅的四倍。 x P’ M’ M 问题2：周期和频率 2.1一次全振动的认识 我们再看，弹簧振子在O点附近做往复运动，从O向右出发先运动至M再向左运动至M’再次向右运动回O，此后的运动都可看做是这次运动的重复，我们把这样的一个完整振动称为一次全振动。简谐运动就是不断地重复全振动的过程。同学们，怎样的运动也可以看做一次全振动？若小球从P处向右出发，完成怎样的运动可称为一次全振动呢？我们不难发现由P点向右出发，到达M点后再向左到达M’点再次向右回到P点的过程也为一次全振动，也可认为振子一直重复这样的运动。同理若小球从P’向左出发先运动到M’点再向左运动到M点，最后再次向左回到P’点也是一次全振动。所以一次全振动指的是物体从某点出发，再次沿同一方向回到出发点，位移和速度都回到原值的过程。从图中得知，一次全振动经过的路程等于振幅的四倍。 问题2：周期和频率 2.1一次全振动的认识 物体从某点出发，再次沿同一方向回到出发点，位移和速度都回到原值。 一次全振动的路程等于振幅的四倍 我们再看，弹簧振子在O点附近做往复运动，从O向右出发先运动至M再向左运动至M’再次向右运动回O，此后的运动都可看做是这次运动的重复，我们把这样的一个完整振动称为一次全振动。简谐运动就是不断地重复全振动的过程。同学们，怎样的运动也可以看做一次全振动？若小球从P处向右出发，完成怎样的运动可称为一次全振动呢？我们不难发现由P点向右出发，到达M点后再向左到达M’点再次向右回到P点的过程也为一次全振动，也可认为振子一直重复这样的运动。同理若小球从P’向左出发先运动到M’点再向左运动到M点，最后再次向左回到P’点也是一次全振动。所以一次全振动指的是物体从某点出发，再次沿同一方向回到出发点，位移和速度都回到原值的过程。从图中得知，一次全振动经过的路程等于振幅的四倍。 x O P P’ 问题