2.2 简谐运动的描述 课件 (共21张PPT)高二物理人教版（2019）选择性必修1

(课件网) 第2节 简谐运动的描述 第二章 机械振动 思考：做简谐运动的物体在一个位置附近不断地重复同样的运动。如何描述简谐运动的这种独特性呢？ 傅科摆：指仅受引力和吊线张力作用而在惯性空间固定平面内运动的摆。 1.知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义。 2.了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义。 3.了解简谐运动位移方程中各量的物理意义，能依据振动方程描绘振动图象。 知识点一、描述简谐运动的物理量 1.振幅 （1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅，国际单位是m。 静止位置 振幅 振幅 ：即平衡位置 （2）振幅的大小，直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低。 （3）振幅是描述振动强弱的物理量，常用字母A表示。 （4）振子振动范围的大小，就是振幅的两倍，2A。 思考与讨论：振幅和位移的区别是什么？ 对于一个给定的振动： 1、振子的位移是偏离平衡位置的距离，故时刻在变化；但振幅是不变的。 2、位移是矢量，振幅是标量，它等于最大位移的数值。 2、周期和频率 （1）全振动 振子在之间振动，O为平衡位置。如果从点开始运动，经O点运动到点，再经过O点回到点，就说它完成了一次全振动，此后振子只是重复这种运动。 A’ O A （1）从O→A→O→A'→O也是一次全振动 B （2）从B→A→O→A'→O→B也是一次全振动 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相同的。 （2）周期（T）：做简谐运动的物体完成一次全振动所用的时间。 （3）频率（ f ）： 单位时间内完成全振动次数 。 （4）周期T与频率f的关系：T= （5）物理意义：周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量。周期越小，频率越大，表示物体振动越快。 （6）在国际单位制中，周期的单位是秒（s），频率的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。1 Hz=1s-1 。 （1）ω是一个与周期成反比、与频率成正比的量，叫作简谐运动的“圆频 率”；描述振动快慢的物理量。 （2）ω越大，周期越短，频率越大，物体振动越快。 3.圆频率 数学推导：依据正弦函数规律，其中每增加，位移循环变化一次，这一过程正好为一个周期T。于是有 ， 可得或。 做一做:测量小球振动的周期（课本P36） 通过这个实验你能得出什么结论？ 测量小球振动的周期视频 通过这个实验发现，弹簧振子的振动周期与其振幅无关。 注意：不仅弹簧振子的简谐运动，所有简谐运动的周期均与其振幅无关。 1.光滑水平面内的弹簧振子做简谐运动，经过半个周期，振子（　　） A．动量一定不变 B．速度一定不变 C．加速度一定不变 D．动能一定不变 D 练一练 2.一个做简谐运动的质点，它的振幅是4cm，频率是2.5Hz，该质点从平衡位置开始经过2.5s后，位移的大小和经过的路程为(　　) A．4cm　10cm　　　 B．4cm　100cm C．0　24cm D．0　100cm B 知识点二、简谐运动的一般表达式 1.简谐运动的一般表达式 2.相位：理学中把叫做相位；相位代表了做简谐运动的物体此时正处于一个运动周期的哪个状态。 3.初相：是t=0时的相位，称作初相位，或初相。 3.相位差：Δφ =φ1 － φ2 振动1： 振动2： 如果两个简谐运动的频率相同，其初相分别是φ1和φ2 ，当φ1 > φ2时， 它们的相位差是Δφ =φ1 － φ2 ①若Δφ =φ1 － φ2>0，振动2的相位比1超前Δφ ； ②若Δφ =φ1 － φ2<0，振动2的相位比1落后Δφ 。 并列悬挂两个相同的弹簧振子。 （1）把小球向下拉同样的距离后同时放开。观察两球的振幅、周期、振动的步调。 （2）再次把两个小球拉到相同的位置，先把第一个小球放开，再放开第二个，观察两球的振幅、周期、振动的步调。 观察两个小球的振动情况 实验现象 （1）两个小球同时释放时，除了振 ... ...