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1.简谐运动及其图像
课标要求
1.知道机械振动是机械运动的一种形式,知道简谐运动的概念.
2.知道弹簧振子的位移时间图像的形状,理解图像的物理意义.
3.知道振幅、周期和频率的概念,了解初相位和相位差的概念,理解相位的物理意义.
4.掌握简谐运动的表达式中各量的物理意义,能依据简谐运动表达式解决相关问题.
思维导图
必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基
一、机械振动
1.物体(或物体的某一部分)在某一位置________所做的往复运动,叫作机械振动,通常
简称为振动,这个位置称为平衡位置.
[举例]
钟摆、吊灯的摆动、树梢的摇摆、声带的振动等都是机械振动.
2.简谐运动
(1)弹簧振子
将弹簧上端固定,下端连接一个小球,小球可在竖直方向上运动.弹簧的质量比小球的
质量小得多,可以忽略不计,若不计空气阻力,这样的系统称为弹簧振子,其中小球称为振
子.
(2)位移时间图像
建立坐标系,横轴代表________,纵轴代表小球______________________,它就是小球
在平衡位置附近往复运动的位移时间图像,称为弹簧振子的振动图像.
(3)简谐运动
如果质点的位移与时间的关系严格遵从________的规律,即它的振动图像是一条
________,这样的运动叫作简谐运动.
[导学1]
简谐运动的位移均为相对平衡位置的位移,即表示位移的有向线段的起点是平衡位置.
[导学2]
弹簧振子的振动图像不是振子的运动轨迹,弹簧振子的运动轨迹是一段线段.
[导学3]
简谐运动的表达式既可以用正弦函数也可以用余弦函数表示,只是对应的初相位不同而
已.
二、描述简谐运动的物理量
1.振幅
(1)定义:振子离开平衡位置的________,用A表示,单位为米(m)等.
(2)振动范围:振动物体运动的范围为振幅的两倍.
(3)物理意义:振幅是表示振动强弱的物理量.
2.全振动:如果振子由B点经O点运动到B′点,又由B′点经O点回到B点,我们就说
振子完成了一次全振动.
3.周期和频率
内容周期频率
振子完成一次________所需要的时间,完成________的次数与所用时间之比,
定义
用T表示用f表示
单位________(s)________(Hz)
物理含义表示________的物理量
1
关系式T=
4.相位:表示振动步调的物理量.
三、简谐运动的表达式
2π
简谐运动的表达式为x=Asin(ωt+φ)=Asin(t+φ)=Asin(2πft+φ).
000
A表示振动的________;T和f分别表示物体振动的周期和频率;2πft+φ是简谐运动的
0
________,φ表示t=0时的相位,叫作初相位,简称________.
0
关键能力·合作探究——突出综合性素养形成
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