【課件】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述+課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

2.2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述問題1：彈簧振子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)有哪些？（1）圍繞著“一個(gè)中心”位置(對(duì)稱性)（2）偏離“平衡位置”有最大位移（3）在兩點(diǎn)間“往復(fù)”運(yùn)動(dòng)(周期性)問題2：判定一個(gè)物體的機(jī)械振動(dòng)是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的依據(jù)是什么？做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的x-t圖像為正弦（或余弦)函數(shù)問題3：如下圖所示為一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的x-t圖像，問：（1）質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大位移？（2）4s末、8s末、12s末質(zhì)點(diǎn)位置在哪里？（3）質(zhì)點(diǎn)在0.04s、0.16s內(nèi)通過的路程分別是多少？一、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量——振幅(1)定義：質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離叫振幅。平衡位置振幅振幅(2)振幅的大小，直接反映了振子振動(dòng)能量的高低。(3)振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，常用字母A表示。(4)振子振動(dòng)范圍的大小，是振幅的兩倍2A。一、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量——振幅對(duì)于一個(gè)給定的振動(dòng)：(1)振子的位移大小是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。二、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量——周期(1)定義：振子進(jìn)行一次完整的振動(dòng)(全振動(dòng))所經(jīng)歷的時(shí)間。問題1：O—D—B—D—O是一個(gè)周期嗎？問題2：若從振子經(jīng)過C向右起，經(jīng)過怎樣的運(yùn)動(dòng)才叫完成一次全振動(dòng)？二、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量——周期A/OA振子在AA/之間振動(dòng)，O為平衡位置。如果從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A/點(diǎn)，再經(jīng)過O點(diǎn)回到A點(diǎn)，就說它完成了一次全振動(dòng)，此后振子只是重復(fù)這種運(yùn)動(dòng)。(2)一次全振動(dòng)的特點(diǎn)：振動(dòng)路程為振幅的4倍。二、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量——周期一個(gè)完整的全振動(dòng)過程，有什么顯著的特點(diǎn)？在一次全振動(dòng)過程中，一定是振子連續(xù)兩次以相同速度通過同一點(diǎn)所經(jīng)歷的過程。(強(qiáng)調(diào)方向性)二、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量——周期(3)頻率

f

：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，單位：Hz。f=1/T周期越小，頻率越大，運(yùn)動(dòng)越快。三、周期的可能影響因素1.測(cè)T方法：如圖所示，為一個(gè)豎直方向振動(dòng)的彈簧振子，O為靜止時(shí)的位置，當(dāng)把振子拉到下方的B位置后，從靜止釋放，振子將在BC之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，給你一個(gè)秒表，怎樣測(cè)出振子的振動(dòng)周期T？為了減小測(cè)量誤差，采用累積法測(cè)振子的振動(dòng)周期T，即用秒表測(cè)出發(fā)生ｎ次全振動(dòng)所用的總時(shí)間t，可得周期為T=t/n三、周期的可能影響因素2.探究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期的決定因素實(shí)驗(yàn)1：探究彈簧振子的T與A的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)2：探究彈簧振子的T與k的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)3：探究彈簧振子的T與m的關(guān)系.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（控制變量法）：……三、周期的可能影響因素周期和頻率都反映振動(dòng)快慢，那么它們與哪些因素有關(guān)呢？①與振幅無關(guān)。三、周期的可能影響因素周期和頻率都反映振動(dòng)快慢，那么它們與哪些因素有關(guān)呢？②與彈簧有關(guān)，勁度系數(shù)越大，周期越小。三、周期的可能影響因素周期和頻率都反映振動(dòng)快慢，那么它們與哪些因素有關(guān)呢？③與振子質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，周期越大。三、周期的可能影響因素結(jié)論：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，而與振幅無關(guān)，所以常把周期和頻率叫做固有周期和固有頻率。四、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量——相位相位：在物理學(xué)上為描述周期性運(yùn)動(dòng)在各個(gè)時(shí)刻所處的不同狀態(tài)而引入的量。是描述振動(dòng)步調(diào)的物理量。例如：兩個(gè)用長度相同的懸線懸掛的小球，把它們拉起同樣的角度同時(shí)放開，我們說它們的相位相同，如果兩小球不同時(shí)釋放，則后釋放的小球相位落后于前一個(gè)的相位。五、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間的關(guān)系可以用圖象來表示為正弦或余弦曲線，如將這一關(guān)系表示為數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系式應(yīng)為：五、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式振幅

叫圓頻率，表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的快慢。(它與頻率的關(guān)系：

=2f=2/T

)“t+”叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位。它是隨時(shí)t不斷變化的物理量表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)所處的狀態(tài)。

叫初相,即t=0時(shí)的相位。初相21(1)同相：相位差為零，一般地為=2n(n=0,1,2,……(2)反相：相位差為，一般地為=(2n+1)(n=0,1,2,……)(2-1)叫相位差(兩個(gè)具有相同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的初相之差)。對(duì)頻率相同的兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有確定的相位差。寫出振動(dòng)方程.y=10sin(2πt)cmx=10sin(2πt+π/2)cm振幅圓頻率相位初相位BCCD√×小球做的是逆時(shí)針的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑R,角速度ω，經(jīng)過t1小球轉(zhuǎn)過角度φ，轉(zhuǎn)動(dòng)到P位置，投影x1=Rsinφ=Rsi