2.2 简谐运动的描述 课件(共29张PPT)2025--2026年人教版高中物理选择性必修1

(课件网) 简谐运动的描述 人教版 选择性必修1 新知导入 思考与讨论1：振动，作为运动的又一典型代表，与前面所学的运动模型相比有很大的不同，它又是用什么样的物理量来进行描述的呢？ 取向右偏离平衡位置的位移为正方向，则可得振动图像为： 新知讲解 观察：两个振子的运动位移有何不同？ 新知讲解 3）、振幅是描述振动强弱的物理量，常用字母A表示。 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。 2）、振幅的大小，直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低。 1、振幅 静止位置 振幅 振幅 ：即平衡位置 4）、振子振动范围的大小，就是振幅的两倍，2A 一、描述简谐运动的物理量 新知讲解 思考与讨论2：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。 新知讲解 思考讨论3：振子的运动最显著的特点是什么？ 往复性-重复性-周期性 新知讲解 A/ O A 振子在AA'之间振动，O为平衡位置。如果从A点开始运动，经O点运动到A'点，再经过O点回到A点，就说它完成了一次全振动，此后振子只是重复这种运动。 （1）从O→A→O→A'→O也是一次全振动 B 2、全振动 （2）从B→A→O→A'→O→B也是一次全振动 A/ A O B 新知讲解 在一次全振动过程中，一定是振子连续两次以相同速度通过同一点所经历的过程。（强调方向性） 一次全振动：振动物体从某一初始状态开始，再次回到初始状态（即位移、速度均与初态完全相同）所经历的过程。 一次全振动的特点：振动路程为振幅的4倍 思考讨论4：从振子的位移、速度、加速度等方面思考一个完整的全振动过程，有什么显著的特点？ 新知讲解 （2）频率f:单位时间内完成全振动次数 O →B →O →A → O t= O→B →O t= O→B t= T T/2 T/4 3、周期和频率 （3）周期越小，频率越大，运动越快。 （1）周期T:做简谐运动的物体完成一次全振动所用的时间 新知讲解 思考讨论5：如图所示，为一个竖直方向振动的弹簧振子，O为静止时的位置，当把振子拉到下方的B位置后，从静止释放，振子将在BC之间做简谐运动，给你一个秒表，怎样测出振子的振动周期T？ 为了减小测量误差，采用累积法测振子的振动周期T，即用秒表测出发生ｎ次全振动所用的总时间t，可得周期为 T=t/n 新知讲解 弹簧振子的周期由振动系统本身的质量和劲度系数决定，而与振幅无关，所以常把周期和频率叫做固有周期和固有频率。 新知讲解 思考讨论6：若从振子向右经过某点P起，经过半个周期以后振子运动到什么位置？ A′ O A P v 平衡位置 P ′ 半个周期后振子到了P′点 半个周期内的路程是多少呢？ 2A x x 新知讲解 A′ O A P v 平衡位置 P ′ x x 思考讨论7：弹簧振子在四分之一周期内的路程是A吗？ 有可能是A，有可能大于A，有可能小于A. 【小结】弹簧振子在一个周期内的路程一定是4A，半个周期内路程一定是2A，四分之一周期内的路程不一定是A。 新知讲解 1.同时释放，运动步调一致。 2.先后释放，运动步调不一致。 3.为了描述振动物体所处的状态和比较两振动物体的振动步调，引入相位这个物理量 二、简谐运动的表达式 新知讲解 相位：描述周期性运动在某个时刻的状态。表示物体振动的步调。 例如：两个用长度相同的悬线悬挂的小球，把它们拉起同样的角度同时放开，我们说它们的相位相同，如果两小球不同时释放，则后释放的小球相位落后于前一个的相位。 简谐运动的位移-时间关系 振动图象：正弦曲线 振动方程： 新知讲解 新知讲解 振幅 圆频率 相位 初相位 新知讲解 2、甲和乙两个简谐运动的相差为 ，意味着什么 意味着乙总是比甲滞后1/4个周 ... ...