简谐运动的描述 课件(共24张)

第二章

机械振动第2节简谐运动的描述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参量的物理意义，会用数学表达式描述简谐运动。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。

振幅的两倍表示振动物体运动范围的大小振幅是标量

表示物体振动幅度大小的物理量米1.概念：2.意义：3.单位：知识点一：振幅M′MOx定义：如果从振动物体向右通过O的时刻开始计时，它将运动到M，然后向左回到O，又继续向左运动到达M′，之后又向右回到O。这样一个完整的振动过程称为一次全振动。M′OM1.全振动知识点二：周期和频率若从P0点向右运动开始计时，经历的一次全振动应为M′MOxP0注意：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。M′O

M

若从M点运动开始计时，经历的一次全振动应为

M→O→M′→O→MP0→M→P0→O→M′→O→P0

2.周期：3.频率：

4.周期和频率的关系：

注意：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，表示振动越快1、做简谐运动的物体，一个周期内，路程和振幅有什么定量关系？半个周期呢？2、同一个振动系统，弹簧振子的振动周期与振幅有关吗？

一个振动系统的周期有确定的值，由振动系统本身的性质决定，与振幅无关。

（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。5.圆频率试一试如图所示，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通过这个实验你能得出什么结论？视频：测量小球振动的周期通过这个实验发现，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。把两个小球拉到相同的位置，先后放开两个小球，观察它们的振动有何不同？能否用之前学过的物理量来描述这种不同。实验现象：两小球不同时释放时，它们振幅和周期均相同，但是同一时刻两小球所处的位置不同，即偏离平衡位置的位移不同。

振动步调不一致需要引入新的物理量来描述振动的步调

表示物体振动步调的物理量，用相位来描述简谐运动在各个时刻所处的不同状态

1.概念：2.意义：3.特点：知识点三：相位

相位差是指两个相位之差，在实际应用中经常用到的是：两个具有相同频率的简谐运动的相位差值.

4.相位差：

对相位差的深度理解

意味着乙总是比甲滞后1/4个周期或1/4次全振动1、一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动?相位每增加2π就意味着发生了一次全振动思考与讨论3、甲和乙两个简谐运动的相位差为3π/2，意味着什么?意味着乙总是比甲滞后3/4个周期或3/4次全振动简谐运动的描述描述简谐运动的物理量周期（T）振幅（A）频率（f）

1.一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，由图可知（）

C2．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在

A、B

两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移

x

随时间

t

变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A．该振子的振幅为24cmB．该振子的频率为1.6HzC．t＝0.8s时，振子运动到

O

点，且加速度最大D．t＝0.45s到

t＝1.25s时间内，振子通过的路程为24cmD

CD

4.一水平弹簧振子做简谐运动的位移与时间的关系如图。求：（1）该简谐运动的周期和振幅；（2）该简谐运动的表达式；（3）t＝0.25×10-2s时弹簧振子的小球的位移（计算结果保留3位有效数字）。解析：（1）根据图像，可知该简谐运动的周期

T＝2×10-2s，振幅

A＝2cm；（2）ω＝

＝100πrad/s，又因为

φ＝

，或

φ＝－

，所以简谐运动的表达式为x＝2sin()cm或

x＝