2.2 简谐运动的描述 课件-2026-2027学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦简谐运动的描述，核心涵盖函数表达式（含相位、初相、振幅、角频率）与图像描述。课堂导入从已学弹簧振子x-t图像出发，以“如何用函数形式表示”设问，搭建从图像到函数的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于通过函数表达式解析与图像对比（如振子P、Q相位差分析）建构模型，结合匀速圆周运动联系深化理解，典例分析强化科学推理。课堂小结系统梳理物理量，助力学生形成物理观念，教师可通过问题驱动和实例提升教学效率。

授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第一册课件 第二章 机械振动 第二节 简谐运动的描述 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 目录 第2节 简谐运动的描述 探究新知 2、简谐运动的图像描述 1、简谐运动的函数描述 3、典例分析 4、课堂小结 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 课堂引入 从上一节我们知道了弹簧振子振动时的x-t图像是正弦函数或余弦函数。 x t 思考：简谐运动的x-t 图像如何用函数形式表示出来呢？ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 一、简谐运动的函数描述 1.如果从平衡位置向正方向运动开始计时，则： 2.如果从正方向最大位移处开始计时，则： 正弦函数图像 余弦函数图像 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 相位 初相 振幅 角频率 1. 描述简谐运动:x-t 的函数表达式 或 （1） “t+” 叫简谐运动的相位，当（ωt＋φ）确定时，sin（ωt＋φ）的值也就确定了，所以（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状态。  是t=0时的相位，称作初相位，简称初相。 2. 对函数表达式的理解 （2）其他表达式： 或 一、简谐运动的函数描述 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 情境:（1）振子P做简谐运动的x-t 图像关系式： （2）振子Q做简谐运动的x-t 图像关系式： 【思考问题】如何在同一x-t 图像中画出振子P和Q的振动图像 二、简谐运动的图像描述 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 对于频率相同、相位不同的两个振子，它们的相位差： ③若 ，则1和2运动的步调相同, 叫同相。 ④若 ，则1和2运动的步调相反，叫反相。 二、简谐运动的图像描述 (3)相位差：两个相同频率的简谐运动的相位差，简称相差。 ①若 ，则1的相位比2超前△。 ②若 ，则1的相位比2落后△。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 角速度 二、简谐运动的图像描述 匀速圆周运动与简谐运动有联系吗？ 以圆盘圆心O的投影为坐标原点，建立如图所示的坐标系，小球在屏上投影的运动为简谐运动. 角速度ω常被称为简谐运动的角（圆）频率。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例题：如图 2-2-2 所示是某弹簧振子的振动图像。 （1）求振子振动的振幅、周期、频率和初相。 （2）如果从点 O 开始计时，到图中的哪一点为止，振子完成了一次全振动？如果从点 C 开始计时呢？ （3）当 t = 1.4 s 时，振子对平衡位置的位移是多少？它在一次全振动中所通过的路程是多少？ 三、典例分析 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 （1）求振子振动的振幅、周期、频率和初相 振幅 (A)：振动图像的最大位移绝对值。由图可知，最大位移为 2cm，所以A=2cm。 周期 (T)：完成一次全振动所需的时间。图像中一个完整的正弦波形所占的时间间隔（例如从 0.4s 到 1.2s），所以 T=0.8s。 频率 (f)：周期的倒数。f=1T=1.25 Hz。 初相 (ϕ0​)：根据图像，t=0时质点处于平衡位置且向正方向运动，符合正弦函数的初始相位。所以 初相 ϕ0​=0。 例题详解： 三、典例分析 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 （2）全振动的计时起点 从点 O开始计时：质点从平衡位置向上运动，经过一个周期回到平衡位置且运动方向向上，对应图中的 D 点。 从点 C开始计时：质点处于负向最大位移处，经过一个周期状态完全重复，对应图中的 G点。 三、典例分析 （3）当t=1.4s 时，振子的位移和路程 位移：从图像横轴可以看出，t=1.4s 对应图像上的 G点，此时振子位于负向最大位移处。对平衡位置的位移是−2cm（或写成国际单位制为 −0.02m）。 路程：在一次全振动中，振子依次经过平衡位置、正向最大位移、平衡位置、负向最大位移、再回到平衡位置。在一个完整周期 T内通过的路程是 4 倍的振幅，即 4×2cm=8cm（或 0.08 m）。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【典例 1】有甲、乙两个简谐运动，甲的振动方程为．下列说法正确的是（ ） A. 甲、乙的振幅之比为 1:2 B. 甲、乙的振幅之比为 2:1 C. 甲、乙的周期之比为 3:2 D. 甲、乙的周期之比为 2:3 三、典例分析 AD 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【典例2】如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像，则下列说法正确的是（　　）    A．在各自的一个周期内，甲振子的位移比乙振子的位移大 B．第1s内，甲、乙两振子的加速度方向相反 C．4s~6s内，甲，乙两振子的加速度均为正值 D．第2s末，甲的加速度达到其最大值，乙的速度达到其最大值 B 三、典例分析 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【典例3】如图所示为一弹簧振子的振动图像，求： （1）该振子简谐运动的表达式； （2）在第2 s末到第3 s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？ （3）该振子在前100 s的总位移和总路程。 三、典例分析 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 三、典例分析 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 四、课堂小结 简谐运动的表达式：x＝Acos（ωt＋φ） 也可以写成： 根据一个简谐运动的振幅、周期、初相位，可以知道做简谐运动的物体在任意时刻的位移，故振幅、周期、初相位是描述简谐运动特征的物理量。 位移 振幅 圆频率ω＝2π/T＝2πf 初相位 相位 时刻 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 $