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

新人教版 选择性必修一 第二章 机械振动 2.2 简谐运动的描述 新教材 新高考 新教材 新高考 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？ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 x=Asin（ωt+φ） t x o 思考:式子中A、ω和φ有什么物理意义呢？ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 一、振幅 3.振幅是描述振动强弱的物理量，常用字母A表示。 1.定义：振子离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅，标量（m）。 2.振幅的大小，直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低。 平衡位置 振幅 振幅 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 0→A 0→A→O 0→A→B 0→A→B→0 0→A→B→A 振幅 位移 路程 O A B 右为正 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 ①全振动：振子从某一初始状态开始，再次回到初始状态所经历的过程。 二、周期和频率 特点：即位移、速度均与初态完全相同 每经过一次全振动，路程=4A 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 二、周期和频率 ②周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间， 用T表示，单位：秒（s）. 物理意义：描述振动快慢的物理量 ③ 频率：单位时间内完成全振动的次数，用 f 表示， 单位：Hz. 周期T与频率f的关系是T＝ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 例1.如右图所示，弹簧振子以O为平衡位置在BC间做简谐运动，则(　　) A．从B→O→C为一次全振动B．从O→B→O→C为一次全振动C．从C→O→B→O→C为一次全振动D．从D→C→O→B→O为一次全振动 C 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 例2.(多选)如图，弹簧振子在BC间做简谐运动，O为平衡位置，B、C间距离是10 cm，B→C运动时间是1 s，则(　 　) A．振动周期是1 s，振幅是10 cmB．从B→O→C振子做了一次全振动C．经过两次全振动，通过的路程是40 cmD．从B开始运动经过3 s，振子通过的路程是30 cm CD 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 二、周期T和频率f 猜想：弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定? 设计实验： 一次全振动的时间非常短，我们应该怎样测量弹簧振子的周期? 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 做一做 为了减小测量误差，采用累积法测振子的振动周期T，即用秒表测出发生ｎ次全振动所用的总时间t，可得周期为 T=t/n 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 做一做:测量小球振动的周期 通过这个实验你能得出什么结论？ 测量小球振动的周期视频 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 通过这个实验发现，弹簧振子的振动周期与其振幅无关。 注意：不仅弹簧振子的简谐运动，所有简谐运动的周期均与其振幅无关。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 BC 例3.(多选)一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知(　　) A．质点振动的频率是4 Hz B．质点振动的振幅是2 cm C．t＝3 s时，质点的速度最大 D．在t＝3 s时，质点的振幅为零 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 C 1个周期＝4s 例4.弹簧振子在AB间做简谐运动,O为平衡位置，AB间距离是20 cm，A到B运动时间是2 s，如图所示,则(　　) A．从O→B→O振子做了一次全振动 B．振动周期为2 s，振幅是10 cm C．从B开始经过6 s，振子通过的路程是60 cm D．从O开始经过3 s，振子处在平衡位置 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 弹簧振子在四分之一周期内的路程是A吗？ 有可能是A，有可能大于A，有可能小于A. 弹簧振子在一个周期内的路程一定是4A，半个周期内路程一定是2A，四分之一周期内的路程不一定是A。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 三.圆频率(w) 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 二.简谐运动的表达式 简谐运动的位移-时间关系 振动图象：正弦曲线 振动方程： 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 三.相位 1.定义：x＝Asin（ωt＋φ）中的（t+）叫做相位，单位：rad 2.t=0时刻的相位，（t+）中的叫初相。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 三.相位差 3.相位差：Δφ＝(ωt＋φ2)－(ωt＋φ1)＝φ2－φ1. 意义：比较两个频率（f）相同的振动的相位之差 (1)同相：相位差为零。一般地为=φ2－φ1=2n (n=0,1,2,……)。振动步调