2.2 简谐运动的描述 课件-2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册

知识回顾：什么样的运动叫做简谐运动？ 简谐运动：如果质点的位移与时间的函数关系遵从正弦或余弦函数，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦或余弦曲线，具有这种特征的运动叫做简谐运动。 第二章 机械振动 简谐运动 的描述 #第2节 XXX 202X.03 从 开始…… 匀速/匀变速直线运动 圆周运动 位移、速度、加速度 周期、频率、线速度、角速度 用文字、图象等方式详细地描绘或表达事物 为了描述简谐运动，需要哪些物理量？ 3 （1）描述简谐运动 的物理量 强弱 振幅(A)： 振动物体离开平衡位置的最大距离 做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间叫作周期； 周期的倒数叫作振动的频率。 （2）描述简谐运动 的物理量 快慢 周期( T )与频率( f ) 4 1.猜想…… 实验探究：弹簧振子振动周期的影响因素? 3.实验器材 4.实验操作 2.实验原理 控制变量法 5.数据记录及分析 弹簧振子的振动周期与振幅无关 得出结论： 振幅大小 振子质量 劲度系数 用手机软件phyphox测量 5 振幅( A ) 周期( T ) 频率( f ) …… 引入新的物理量后，如何去定量描述简谐运动呢？ 6 简谐运动：如果质点的位移与时间的函数关系遵从正弦或余弦函数，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦或余弦曲线，具有这种特征的运动叫做简谐运动。 这就意味着我们可以用三角函数公式和函数图像来描述简谐运动 1.简谐运动 的函数描述 简谐运动的描述 一、简谐运动的函数描述 问题1：x 与 t 的函数关系具体如何表达？ 课本中是哪个公式？为什么？ 或 振幅 t x O 物体离开平衡位置的最大距离 A A 有： 由此解出： 周期性如何体现? 角频率 11 简谐运动与匀速圆周运动 参考圆 半径 = 振幅 O 平衡位置 匀速圆周运动的周期 简谐运动的周期 = 匀速圆周运动的秘密 O 请尝试证明做匀速圆周运动的小球在屏幕上的投影是简谐运动 A x P 13 位移 振幅 角频率 （平衡位置处开始计时） （最大位移处开始计时） 大本P37[跟进训练] 1．弹簧振子做简谐运动，振子运动范围为0.8 cm，周期为0.5 s，计时开始时具有正向最大加速度，则它的振动方程是(　　) A．x＝8×10-3 sin m B．x＝4×10-3 sin m C．x＝8×10-3 sin m D．x＝4×10-3 sin m B 1．已知两个简谐运动的表达式分别为x1＝4sin 4πt cm 和x2＝2sin 2πt cm，则它们的振幅之比、各自的频率之比是(　　) A．2∶1，2∶1　 B．1∶2，1∶2 C．2∶1，1∶2 D．1∶2，2∶1 大本P38 A 2.简谐运动 的图像描述 简谐运动的描述 二、简谐运动的图像描述 假设两个振子P、Q做简谐运动的位移-时间函数表达式分别为 P、Q振动曲线如下图： 从曲线可以明显看出两简谐振动： 1.振幅A1和A2 2.周期T 3.振动“步调”不同 月亮的不同状态 人有悲欢离合 月有阴晴圆缺 朔月 上弦月 下弦月 望月 月相 初相：φ （t=0时的相位） （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。物理学中把（ωt＋φ）叫作相位。 三、描述简谐运动 的物理量 所处状态 3. 相位 单位：弧度 位移 振幅 角频率 初相位 相位 同相 反相 两个振子总是同时达到平衡位置和位移最大处 两个振子运动步调正好相反 22 相位差 相同频率 相位是一个相对概念，与所取的时间零点有关； 相位差是个绝对概念，表示两个频率相同的简谐运动的振动先后关系. 振动的“步调”关系？ 步调的超前与落后是相对的，若>0，则1超前2 23 关于相位差的说明： (1)取值范围：－2π ≤  ≤ 2π. (2)>0，表示振动2比振动1超前. <0，表示振动2比振动1滞后． ①同相：相位差为零，一般地为 ②反相：相位差为 ，一般地为 24 P、Q振动的相位差是多少？ - - - - = 课本P46 描绘叙述 物理语言 图象语言 振幅A 周期T 频率f 相位（ωt＋φ） 数学语言 投影证明 谢谢 2024.3 2.2 简谐运动的描述 1. 振动的强弱：振幅( A ) 2. 振动的快慢： 周期 ( T ) 频率 ( f ) 角频率( ω ) 3. 振动步调：相位 Lavf57.62.100 $$