2.2简谐运动的描述 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

2.2 简谐运动的描述 新教材 新高考 质点离开平衡位置的最大距离 振幅(A): O （1）单位:在国际单位制中，振幅的单位是米(m)． （2）意义:表示振动强弱，直接反映振子振动能量(E=EK+EP)的高低 。振幅越大，振动越强，能量越高。 标量,只有大小,没有方向, 新教材 新高考 全振动：振动物体从某一初始状态开始，再次回到初始 状态（位移、速度都与初态完全相同）所经历的过程。 新教材 新高考 周期：简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间 频率：单位时间内完成全振动的次数，f表示，单位：Hz. 物理意义：表示振动快慢，T越大，f越小，振动越慢 周期、频率与振动的强弱即振幅A有关吗？ 新教材 新高考 2. 弹簧振子周期和频率由振动系统本身的因素决定。 1. 振动周期与振幅大小无关； 实验结论： 拓展：弹簧振子周期公式 新教材 新高考 1. 振动物体在一个周期内的路程： 振幅与路程的关系 O A P V 平衡位置 A′ 完成一次全振动的路程是4A 新教材 新高考 振子向右经过某点p起，经过半个周期以后运动到什么位置？ O P V 平衡位置 P ′ 半个周期内的路程是多少呢？ 2A 2.振动物体在半个周期内的路程： 新教材 新高考 有可能是A，有可能大于A，有可能小于A. 3.弹簧振子在四分之一周期内的路程是A吗？ O A P V 平衡位置 P ′ 新教材 新高考 新教材 新高考 振动图象：正弦曲线 （ωt＋φ）代表了做简谐运动的物体此时正处于一个运动周期中的哪个状态。 新教材 新高考 振幅 角速度 （圆频率） 相位 初相位（t=0时） （平衡位置开始） （最大位移开始） 新教材 新高考 相位 1.定义：把(ωt+φ)叫作相位。 其中φ是t=0时的相位，称作初相位。 2.意义：表示振动步调，在各个时刻所处的不同状态。 4.相位差：两个相同频率的简谐运动的相位差。 3.单位：是弧度 (或度) 新教材 新高考 2.先后释放，运动步调不一致。 3.为了描述振动物体所处的状态和比较两振动物体的振动步调，引入相位这个物理量 1.同时释放，运动步调一致。 新教材 新高考 (1)同相：相位差为零。一般地为=n2 (n=0,1,2,……)。振动步调完全相同。 (2)反相：相位差为。一般地为=(2n+1)(n=0,1,2,……)。振动步调完全相反。 新教材 新高考 简谐运动的描述 描述简谐运动的物理量 简谐运动 的表达式 周期（T） 振幅（A） 频率（f） 相位、相位差 课堂小结 新教材 新高考 判断下列说法的正误．(1)在简谐运动的过程中，振幅是不断变化的．(　　)(2)振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移，它是矢量．(　　)(3)振子从离开某位置到重新回到该位置的过程为一次全振动过程．(　　)(4)振动周期指的是振动物体从一侧最大位移处，运动到另一侧最大位移处所用的时间．(　　) 新教材 新高考 (5)相位反映了振动物体的振动步调．(　　)(6)两个振动物体相位相同，则其振动步调相反．(　　)(7)按x＝5sin (8πt＋1/4π) cm的规律振动的弹簧振子的振动周期为0.25 s．(　　) 新教材 新高考 新教材 新高考 新教材 新高考 【例3】有一个弹簧振子，振幅为0.8 cm，周期为0.5 s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是(　　) 新教材 新高考 【例4】如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t＝0.2 s时，振子速度第一次变为-v；在t＝0.5 s时，振子速度第二次变为－v，已知B、C之间的距离为25 cm. 新教材 新高考 【例5】一质点在平衡位置O附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经0.13 s质点第一次通过M点，再经0.1 s第二次通过M点，则质点振动周期的可能值为多大？ 新教材 新高考 $$