簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

2.2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述第二章機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題有些物體的振動(dòng)可以近似為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在一個(gè)位置附近不斷地重復(fù)同樣的運(yùn)動(dòng)。如何描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的這種獨(dú)特性呢？簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式一、振幅1.定義：振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離叫做振動(dòng)的振幅。2.振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，常用字母A表示，國(guó)際單位“米”;3.振子振動(dòng)范圍的大小是振幅的兩倍——2A;4.振幅的大小直接反映了振子振動(dòng)能量(E=EK+EP)的高低5.振幅和位移的區(qū)別對(duì)于一個(gè)給定的振動(dòng)：（1）振子的位移大小等于其偏離平衡位置的距離，時(shí)刻在變化；但振幅是不變的。（2）位移是矢量，振幅是標(biāo)量，它等于最大位移的數(shù)值一、振幅6、全振動(dòng)（1）定義：振動(dòng)物體從某一初始狀態(tài)開(kāi)始，再次回到初始狀態(tài)（即位移、速度均與初態(tài)完全相同）所經(jīng)歷的過(guò)程。A：一次全振動(dòng)路程為振幅的4倍.（2）全振動(dòng)的路程和位移B：一次全振動(dòng)經(jīng)歷一個(gè)周期但位移為0OAPV平衡位置A′C:完成一次全振動(dòng)振子回到初位置D：物體回到初位置未必完成一次全振動(dòng)二、周期和頻率振子振動(dòng)動(dòng)周期與頻率與哪些因素有關(guān)呢？1.周期T:做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間。單位:s.2.頻率f:

做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)。單位:Hz.3.關(guān)系：周期與頻率關(guān)系T＝1/f測(cè)量小球振動(dòng)的周期如圖，彈簧上端固定，下端懸掛鋼球。把鋼球從平衡位置向下拉一段距離A，放手讓其運(yùn)動(dòng)，A就是振動(dòng)的振幅。給你一個(gè)停表，怎樣測(cè)出振子的振動(dòng)周期T？T=t/n換用不同的彈簧和小球，你發(fā)現(xiàn)有何不同？科學(xué)小實(shí)驗(yàn)用停表測(cè)出鋼球完成n個(gè)全振動(dòng)所用的時(shí)間t，t/n就是振動(dòng)的周期。n的值取大一些可以減小測(cè)量誤差。再把振幅減小為原來(lái)的一半，用同樣的方法測(cè)量振動(dòng)的周期。（3）振動(dòng)周期與振子的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量較小時(shí)，周期較小。（2）振動(dòng)周期與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)較大時(shí)，周期較小。（1）振動(dòng)周期與振幅大小無(wú)關(guān)。4、科學(xué)小實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：5、彈簧振子的周期由振動(dòng)系統(tǒng)本身的質(zhì)量和勁度系數(shù)決定，而與振幅

無(wú)關(guān)，所以常把周期和頻率叫做固有周期和固有頻率。（4）表達(dá)式：三、圓頻率w1、物理意義：描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)快慢的物理量2、w=2πf=2π/Tx＝sin（100πt＋30）四、相位當(dāng)（ωt＋φ）確定時(shí)，sin（ωt＋φ）的值也就確定了，所以（ωt＋φ）代表了做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體此時(shí)正處于一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中的哪個(gè)狀態(tài)。從x＝Asin（ωt＋φ）可以發(fā)現(xiàn)：1、定義：“ωt＋φ”叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位。2、物理意義：表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)所處的某一狀態(tài).3、φ叫初相,即t=0時(shí)的相位.x＝sin（100πt＋30）4、x-t圖像為余弦函數(shù)也為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)5、相位差：兩個(gè)相同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差，簡(jiǎn)稱(chēng)相差。（同頻率初項(xiàng)差）（1）關(guān)于相位差Δφ＝φ2－φ1的說(shuō)明：(2)

>0，表示振動(dòng)2比振動(dòng)1超前.

<0，表示振動(dòng)2比振動(dòng)1滯后．①同相：相位差為零，一般地為

=2n

(n=0,1,2,……)②反相：相位差為π，一般地為

=(2n+1)

(n=0,1,2,……)A與B同相A與C反相A與D異相：相位差90°例：如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像。由圖可知（）A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅為5mB．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為2sC．0～1s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的速度方向與位移方向相同D．1～2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的速度方向與加速度方向相反C課堂鞏固提升例：彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，B、C相距20cm，某時(shí)刻振子處于B點(diǎn)，經(jīng)過(guò)0.5s，振子首次到達(dá)C點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．振子的振幅是20cmB．振子的周期是2sC．振子在某一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移可能是25cmD．振子在5s內(nèi)通過(guò)的路程是200