人教版高中物理选择性必修第1册 第二章 机械振动 2 简谐运动的描述 (2).pptVIP

第二章机械振动.;2简谐运动的描述

1.通过阅读有关材料,知道描述简谐运动的物理量:振幅、周期、频率、相位。

2.通过分析简谐运动的表达式,理解各物理量的物理意义。

3.通过实验探究,掌握测量小球振动周期的方法。

?;1.振幅(A)

(1)定义:振动物体离开平衡位置的①最大距离????叫作振动的振幅。

(2)物理意义:振幅是表示②振动幅度大小????的物理量,是标量,振动物体运动的③

范围????是振幅的两倍。

2.周期(T)和频率(f)

(1)全振动:一个完整的④振动过程????称为一次全振动。不管以哪里作为开始研

究的起点,做简谐运动的物体完成一次全振动的时间总是⑤相同????的。振动物

体在一次全振动过程中通过的路程等于⑥4倍????的振幅。

(2)周期:做简谐运动的物体完成一次⑦全振动????所需要的时间。;(3)频率:周期的倒数叫作振动的频率。在数值上等于做简谐运动的物体单位时间

内完成全振动的次数。

(4)物理意义:周期和频率都是表示物体振动⑧快慢????的物理量,周期越小,频率越

大,表示物体振动得越快。周期与频率的关系是⑨????T=?????(用公式表示)。

3.相位:在物理学中,相位来描述做简谐运动的物体某时刻正处于一个运动周期中

的哪个⑩状态????。

4.一次全振动的五种特征

一次全振动举例:弹簧振子在水平方向上振动,O为平衡位置,A、A为最大位移处,P

是A、A间任意一点,如图所示,从物体运动到P点开始计时,则P→A→P→O→A→O;→P或P→O→A→O→P→A→P为一次全振动。

?

(1)振动特征:一个?完整????的振动过程。

(2)物理量特征:?位移(x)????、?加速度(a)????、?速度(v)????三者第一次同

时与初始状态相同。

(3)时间特征:历时一个?周期????。

(4)路程特征:为振幅的?4????倍。

(5)相位特征:增加?2π????。;1.简谐运动的表达式?

做简谐运动的物体的位移x随时间t变化的表达式:?????x=Asin(ωt+φ)????。

(1)A表示简谐运动的振幅。;2.相位差

(1)频率相同的两个简谐运动有确定的相位差,即Δφ=φ2-φ1;

(2)若Δφ=0,表明两个振动物体的运动步调相同,即同相;

(3)若Δφ=π,???明两个振动物体的运动步调相反,即反相;

(4)若Δφ=φ2-φ10,则称2的相位比1的相位超前Δφ,或者说1的相位比2的相位落后Δφ;

(5)若Δφ=φ2-φ10,则称2的相位比1的相位落后|Δφ|,或者说1的相位比2的相位超前|Δφ|。;1.振子从离开平衡位置到第一次回到平衡位置的过程是一次全振动。?(?????)

2.简谐运动的频率是用来描述物体振动快慢的物理量。?????(√)

3.若两个振动小球的相位相同,则其振动步调相反。?????(?????)

4.在简谐运动中,若振动物体在一个周期内通过的路程等于4个振幅,则在四分之一

个周期内通过的路程等于1个振幅。?(?????)

提示:若从振动物体在平衡位置或最大位移处开始计时,则?个周期内振动物体通

过的路程等于一个振幅;若从振动物体在其他位置开始计时,?个周期内振动物体

通过的路程不等于一个振幅。;5.A、B两个振动物体的简谐运动表达式分别为xA=3sin?cm,xB=5sin

?cm,则它们的相位差恒定。?(√)

提示:A物体的相位为φA=100πt+?,B物体的相位为φB=100πt+?,则二者的相位差为Δ

φ=φB-φA=?-?=?,为一常数,即相位差恒定。;1|描述简谐运动的物理量;问题

1.就诊者的心跳与心电图坐标纸的移动有何关系?

提示:就诊者的心跳与心电图坐标纸的移动具有同时性。; 振幅

(1)振幅和振动系统能量的关系

对于一个确定的振动系统来说,系统能量仅由振幅决定,振幅越大,振动系统的能量

越大。

(2)振幅、位移、路程的对比;注意????振动物体在四分之一周期内经过的路程可能等于振幅,可能大于振幅,也可

能小于振幅。只有从振动物体到达平衡位置或最大位移处开始计时,经过?T振动

物体通过的路程才等于振幅。

周期、频率和相位的对比;注意(1)描述任何周期性过程都要用到周期和频率这两个概念。实际上,它们的

应用范围已经扩展到物理学以外的领域了。

(2)振动物体做简谐运动的周期和频率与其振幅无关。; 简谐运动的周期性,其特殊情况如下:

(1)若t2-t1=nT(n=1、2、…),则t1、t2两时刻振动物体在同一位置,运动情况完全相同;

(2)若t2-t1=nT+?T(n=0、1、2、…),则t1、t2两时刻振动物体运动的位移、速度、加

速度均大小相等,方向相反。

(3)若t2-t1=nT+