2.1 简谐运动及其图像 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

简谐运动及其图像 树梢在微风中摇摆 摆钟内钟摆的运动 弹簧连接的小球的往复运动 机械振动 机械振动的图像 运动的描述方法 提问2：匀速直线运动物体的位移随时间变化规律如何？并画出位移——时间的图像。图像斜率代表什么？ 提问1：描述运动的图像有哪些？ 提问3：加速直线运动物体的位移随时间变化规律如何？并画出位移——时间的图像。从图像中能直观的获取什么信息？ 实验探究：竖直方向振动的弹簧振子 探究振动的图像 提问1：弹簧振子的运动轨迹是怎样的？ 提问2：如何去探究某一时刻，弹簧振子的位置？ 提问3：如何描述振子的位置？ x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A x O A -A t=0s t=0.1s t=0.2s t=0.3s t=0.4s t=0.5s t=0.6s t=0.7s t=0.8s t=0.9s t=1.0s t=1.1s t=1.2s t=1.3s t=1.4s 时刻t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 位移x/cm 0 2.17 3.91 4.87 4.84 3.90 2.16 0 -2.15 -3.90 -4.88 -4.86 -3.89 -2.14 0 o x t 简谐运动 振动图像是一条正弦曲线。 简谐运动的图像中的信息 提问3：能判断图像中的1s末到3s末的这个过程中速度变化和位移变化吗？ 提问1：我们能从简谐运动的图像中获得哪些信息？ 提问2：如何判断2s末和4s末的速度方向？ 振动步调一致 振动步调不一致 两个相同的弹簧振子 两个相同的弹簧振子 表示振动步调的物理量 相位 对相位的理解 月相的 周期性变化 相位：描述做周期性运动的物体在各个时刻所处状态的物理量。 简谐运动的表达式 x＝Asin(ωt＋φ0) x＝Asin( ＋φ0) ω=2π/T 检测固学 1、(1)确定振动物体在任一时刻的位移.如图所示，对应t1、t2时刻的位移分别为x1＝_______ cm，x2＝______cm. (2)确定振动的振幅.由图可知，振动的振幅是_______ cm. (3)确定振动的周期和频率.由图可知，T＝________ s，频率f＝_______Hz. (4)确定各质点的振动方向.例如图中的t1时刻，质点正_____(“远离”或“靠近”)平衡位置向_____(“正”或“负”)方向运动。 2.一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，根据图像，判断下列说法的正误. (1)质点振动的频率是4 Hz.(　　) (2)质点振动的振幅是2 cm.(　　) (3)在t＝3 s时，质点的速度最大.(　　) (4)在t＝4 s时，质点所受的合外力为零.(　　) 检测固学 3、如图所示为某一弹簧振子做简谐运动的图像，则（ ） A.振动的振幅为6 m B.振动的周期为6 s C.t＝1.5 s时和t＝2.5 s时，振子的速度相同 D.t＝2.5 s时，振子的加速度正在减小，沿x轴的负方向 检测固学 4、如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动(以向右为正方向)，其振动图像如图乙所示.由振动图像可知（ ） A.振子的振动周期等于t1 B.在t＝0时刻，振子的位置在a点 C.在t＝t1时刻，振子的速度为零 D.从t1到t2，振子正从O点向b点运动 检测固学 课堂小结 物理意义:简谐运动的振动图像表示某个振动物体相对平衡位置的位移随时间变化的规律。 振动物体的运动情况： (1)振幅； (2)周期（频率）； (3)任一时刻物体对平衡位置的位移，从而确定此时刻物体的位置； (4)任一时刻物体的速度大小和方向，以及某一段时间速度大小变化情况。 注意：振动图像不是振子运动的轨迹。 尝试解释地震仪的振动图像是怎样生成的 （1）心电图仪 （2）地震仪 应用 课后作业： 完成本节课对应的练习题 t $$