内容正文:
第2节 简谐运动的描述
第2章
1
【学习目标】1、会依据简谐运动的表达式描绘振动图像。
2、熟练掌握简谐运动的周期性和对称性,并应用解决问题。
【学习重难点】
重点:应用周期性和对称性解决多解问题。
难点:描绘简谐运动的振动图像。
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2
导
回顾:根据简谐运动图像写表达式需要找哪些物理量?
1、振幅A 2、周期T(求圆频率ω)3、初相位φ
一弹簧振子在B、C之间做简谐运动,规定水平向右为正方向。图甲为弹簧振子的振动图像,依据振动图像写出简谐运动的表达式,并在乙图中标出t=0时刻小球的位置和运动的方向。
甲 乙
表达式:_ _ ________。
x=5sin(0.5πt+)(cm)
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讲
依据简谐运动表达式画图像又需要注意哪些要点?
(先找哪些物理量)
1、确定横纵坐标
2、选好标度
3、找特殊位置点(横纵轴交点、最大位移处对应坐标)
4、描点作图
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讲
简谐运动的周期性和对称性
如图所示,物体在A、B两点间做简谐运动,O点为平衡位置,OC=OD。
1.时间的对称性
2.速度的对称性
3.位移的对称性
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考点一:由题干求简谐运动的表达式,并画振动图像
例1: 有甲、乙两个简谐运动:甲的振幅为2 cm,乙的振幅为3cm,它们的周期都是4s,当t=0 时甲的位移为2cm,乙的相位比甲落后。请在同一坐标系中画出这两个简谐运动的位移---时间图像。
甲:x=2sin(0.5πt+)(cm)
乙:x=3sin(0.5πt+)(cm)
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变式训练1:
如图,弹簧振子的平衡位置为O点,在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。小球经过B点时开始计时,经过0.5s首次到达C点。
(1)画出小球在第一个周期内的 x-t 图像。
(2)求 5s内小球通过的路程及 5s末小球的位移。
x=10sin(2πt+)(cm)
路程:2m 位移:0.1m
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变式训练2:
甲、乙两个弹簧振子均做简谐运动,甲的振幅为4 cm,乙的振幅为2 cm,它们的周期都是2 s,当t=0时,甲的位移为4 cm;乙的位移为-2 cm。如图所示为甲的振动图像。
(1)试在图中画出乙的振动图像(画出一个周期)。
(2)写出甲、乙两个振子的振动方程并
求出相位差。
甲:x=4sin(πt+)(cm)
乙:x=2sin(πt)(cm)
相位差:
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考点二:简谐运动的周期性与对称性
例2 (多选)弹簧振子做简谐运动,O为平衡位置,从它经过O点时开始计时,经过0.3 s第一次到达点M,再经过0.2 s第二次到达点M,则弹簧振子的周期可能为( )
A. s B.1.4 s C.1.6 s D. s
AC
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变式训练3:
一个小球在平衡位置O点附近做简谐运动,若从O点开始计时,经过 5s小球第一次经过M点,再继续运动,又经过3s它第二次经过M点;求该小球做简谐运动的可能周期。
答案:26s或
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变式训练4:
如图所示,弹簧振子在振动过程中,振子从a到b历时0.2 s,振子经a、b两点时速度相同,若它从b再回到a的最短时间为0.4 s,则该振子的振动频率为( )
A.1 Hz B.1.25 Hz C.2 Hz D.2.5 Hz
B
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结
根据图象求
表达式:
根据表达
式画振动
图像:
利用周期性
和对称性
解题:
简谐运动的描述
1、振幅A
2、周期T(求圆频率ω)
3、初相位
1、确定横纵坐标
2、选好标度
3、找特殊位置点(横纵轴交点、最大位移处对应坐标)
4、描点作图
1.时间的对称性
2.速度的对称性
3.位移的对称性
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结
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星之所在
初音未来
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