2.2简谐运动的描述 课件(共43张PPT)2024-2025学年人教版高中物理选择性必修 第一册

(课件网) 教 学 课 件 2.2简谐运动的描述 第二章 机械振动 简谐运动的位移时间关系 振幅 圆频率 周期和频率 01 02 03 04 目录 CONTENTS 相位 05 简谐运动的位移时间关系 PART 1 上一节我们学习了如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x-t 图像）是一条正（余）弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。 我们用什么样的方式来表达简谐运动？ 若振子从O到了M点才开始计时，它的图像和表达式如何？ 正 x=Asinωt 图像和公式 x=Asin(ωt+ 若振子从O到M点，再到O点才开始计时，它的图像和表达式如何？ x=Asin(ωt+ 一、简谐运动的位移时间关系 1.定义式: 注意: x= x-t是正弦函数的振动必是简谐运动 Asin(ωt+ 2.全振动: 两次以相同的速度经过同一点时，我们称物体完成了一次全振动。 因为∣sin（ωt＋）∣≤ 1，所以∣x ∣≤ A，这说明A是物体离开平衡位置的最大距离。 振幅 PART 2 1.定义:离开平衡位置的最大距离,单位(m) 2.物理意义:反映振动强弱的物理量。 能静止位置 振幅 振幅 ：即平衡位置 ①位移时刻在变化；但振幅是不变的。 ②位移是矢量，振幅是标量。 注意:对于一个确定的简谐运动 二、振幅 4.振幅的大小直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低。 3.振子振动范围的大小是振幅的两倍———2A; 振幅就是最大的位移对吗？ 振幅是一个标量，指物体偏离平衡位置的最大距离。它没有负值，也无方向，所以振幅不同于最大位移。 一个弹簧振子振幅越大，能量越大对吗？ 振幅与振动的能量有关，振幅越大，能量越大。 圆频率 PART 3 1.定义: 三角函数转圈的角速度，单位(rad/s) x=Asin(ωt+ 2.定义式: ω= = 3.周期T: 一次周期性振动时间，单位(s) 4.频率f: 单位时间内完成全振动的次数，单位(HZ) 5.物理意义: 反映振动快慢 思考:弹簧振子的周期和频率与什么因素有关呢？ 三、圆频率 周期和频率 PART 4 1.猜想影响因数: ①振幅A ②小球质量m ③劲度系数k. 2.实验验证: 控制变量法 x=Asin(ωt+ 1.实验结论: 周期由振动系统本身质量和劲度系数决定，与振幅无关，所以常把周期和频率叫做固有周期和固有频率 T= 2.固有周期: = 四、周期和频率 3.在简谐运动中，振幅跟频 率或周期无关。 简谐运动是一种周期性的运动，简谐运动的物理量随时间 周期性变化，如图所示，物体在A、B两点间做简谐运动， O点为平衡位置，OC＝OD。 (1)时间的对称 ①物体来回通过相同两点间的时间相等，即tDB＝tBD。 ②物体经过关于平衡位置对称的等长的两段路程的时间相等，图中tDB＝tBD＝tCA＝tAC，tOD＝tDO＝tOC＝tCO。 4.简谐运动的对称性 (2)速度的对称 ①物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等，方向相反。 ②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时，速度大小相等，方向可能相同，也可能相反。 第二部分 点击在此输入你的标题内容 (3)位移的对称 ①物体经过同一点(如C点)时，位移相同。 ②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时，位移大小相等、方向相反。 一次全振动通过的路程是几个振幅？半个周期内通过几个振幅？ 5.路程与振幅 （1）振动物体在一个周期内的路程为四个振幅， 即4A。 （2）振动物体在半个周期内的路程为两个振幅， 即2A。 四分之一周期内通过几个振幅？ 以刚才的例子为例 (3)只有当初始时刻振动物体在平衡位置或最大位移处时，个周期内的路程才等于一个振幅。 (4)当初始时刻振动物体不在平衡位置或最大位移处时，若质点开始时运动的方向指向平衡位置，则质点在个周期内的路程大于A，若质点开始时运动的方向远离平衡位置，则质点在个周期内的路程小于A。 例1.如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，2 s后第一次到达B点，已 ... ...