第七章 简谐运动、描述、回复力 基础知识点及基础题-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

2.1简谐运动 1．机械振动 物体(或物体的某一部分)在某一位置 所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动． 2．简谐运动 (1)弹簧振子：在__________的水平杆上套着一个小球，弹簧一端固定，另一端连接在小球上，小球可以在杆上滑动．小球和水平杆之间的 忽略不计，弹簧的质量与小球相比，也可忽略不计．把小球和弹簧组成的系统称为_________，其中的小球常称为 ． (2).平衡位置：弹簧未形变时，小球所受合力为______,处于平衡位置 (3)回复力 当弹簧振子的小球偏离平衡位置时，都会受到一个 的力，这种力叫做回复力． 理解： 简谐运动回复力的性质及来源 a)回复力是根据力的作用效果命名的，其方向总是指向平衡位置，作用总是要把物体拉回到平衡位置． b)回复力的来源可以是一个力，也可以是多个力的合力，还可以由某个力的分力提供． (4)简谐运动 如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成 ，并且总指向 ，则物体所做的运动叫做_______运动．弹簧振子的振动是 ．做简谐运动的振子称为谐振子． 探究： 如图甲所示，水平方向的弹簧振子． 如图乙所示，竖直方向的弹簧振子． 如图丙所示，m随M一起振动． 分析： 一.简谐运动的回复力、加速度、速度、动能的变化规律 (1)回复力、加速度：向着平衡位置运动，越来越_______；平衡位置处为_____，最大位移处_____． (2)速度、动能：向着平衡位置运动，越来越_______；平衡位置处________，最大位移处______． 二．物体做简谐运动时的位移 (1)位移的规定：简谐运动中的位移是从_________指向振子___________的有向线段，在振动中，不管振动质点初始时刻的位置在哪儿，振动中的位移都是从平衡位置开始指向振子所在的位置． (2)位移的方向：简谐运动中的位移也是矢量，规定正方向后，若振动质点偏离平衡位置的位移与规定的正方向相同，位移为_____，与规定的正方向相反，位移为_______． 三．理解简谐运动的对称性 如图所示，物体在A与B间运动，O点为平衡位置，C、D两点关于O点对称，则有： (1)时间的对称：tOB＝tBO＝tOA＝tAO，tOD＝tDO＝tCO＝tOC，tDB＝tBD＝tAC＝tCA. (2)速度的对称 ①物体连续两次经过同一点(如图中的D点)的速度大小______，方向________． ②物体经过关于O点对称的两点(如图中的C与D两点)的速度大小相等，方向________相同，也________相反． (3)位移、回复力、加速度对称 ①物体连续两次经过同一点(如图中的D点)的位移、回复力、加速度大小_________，方向_________． ②物体经过关于O点对称的两点(如图中的C与D点)的位移、回复力、加速度大小_________，方向_________． 四. 简谐运动图象 如果质点的位移与时间的关系遵从___________的规律,即它的振动图象(x-t图象)是一条________曲线,这样的振动叫做简谐运动,简谐运动是最________、最________的振动。振动图象不是简谐运动物体的运动轨迹。它表示振动的质点(1个)在各________的________。 如图点P1坐标是（t1,x1)，并不表示t1时刻质点在P1点，而是表示在t1时刻质点离开平衡位置，处在正方向上位移为x1处. 2.2 简谐运动的描述 一、描述简谐运动的物理量 1.振幅：振动物体离开 位置的最大距离. 2.全振动(如图所示)：类似于O→B→O→C→O的一个完整的振动过程. 3.周期和频率 (1)周期：①定义：做简谐运动的物体完成一次 所需要的时间.②单位：国际单位是秒(s). (2)频率：①定义：单位时间内完成全振动的 .②单位：赫兹(Hz). (3)T和f的关系：T＝ . 4.相位：描述 运动在各个时刻所处的不同状态. 二、简谐运动的表达式 ：简谐运动的一般表达式为x＝ . 1.x表示振动物体相对于平衡位置的位移；t表示时间. 2.A表示简谐运动的 . 3.ω叫做简谐运动的 ，表示简谐运动的 ，ω＝＝ (与周期T和频率f的关系). 4. 代表简谐运动的相位，φ表示t＝0时的相位，叫做 (或初相). 5.相位差：若两个简谐运动的表达式