简谐运动的描述+高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第二章机械振动第二节简谐运动的描述高中物理选必1简谐运动的振幅、周期和频率简谐运动的数学表达式简谐运动的相位、初相位简谐运动的简谐运动合力满足

；简谐X-t图象x-t图像是：

；F合=-kx一条正弦曲线第二节简谐运动的描述振幅A探究1：比较两振子的振动，

位移不同；振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离；振幅是描述振动强弱的物理量；振子振动范围大小振幅A的

倍；Xtt0t1t2t3t4最大振幅A振幅AXOMN2-AA´全振动：振动物体从某一初始状态开始，再次回到与初始状态完全相同的状态（位移X和速度V都与初态完全相同）所经历的过程；探究2：振子向右通过0点开始，包括

过程，完成一次全振动；一次全振动的路程X路=

振幅A；振子先后通过P点的振动

一次全振动；4不是①②③④①②④③Pv探究3：一次全振动①②③④过程及B、O、C位置时的位移X、速度V、加速度a：振子1次全振动位置B④③0①②C位移X0加速度a0速度v±vm-Aam0A-am0①②④③正方向OCB←增→增←减→增←增→减→减←减←增←减→减→增第二节简谐运动的描述周期T、频率f探究4：如何比较两个振子振动快慢？比较简谐运动的质点完成一次

所经历的时间；周期T：简谐运动完成

所经历的时间，单位s；频率f：单位时间内完成的

单位Hz；周期和频率关系：f=1/T全振动全振动的次数一次全振动振动快慢的描述弹簧振子的周期T：由振子的质量m、弹簧的劲度系数k决定；与振幅A无关；T小→f大，振动快；T大→f小，振动慢；例1：（多选）一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知（）A、质点振动的频率是4HzB、质点振动的振幅是2cmC、t=3s时，质点的速率最大D、在t=4s时，振子通过的路程是8cmBCD斜率最大速度最大周期T=4s频率：f=1/Tf=0.25Hz振幅A=2cm第二节简谐运动的描述相位和相位差圆频率ω：与周期成反比、与频率成正比，表示简谐运动的快慢的物理量；简谐运动表达式：π2π5π/24ππ/23π/2

=ωt▪T/23T/2T2T▪▪▪▪T/43T/2tx-AA0

Xt0t1t2t3t40π/2π3π/22πθ

相位和相位差：同步振动：两个完全相同的弹簧振子，同时从同一位置释放开始振动时，运动步调

；异步振动：两个完全相同的弹簧振子，先后从同一位置释放开始振动时，运动步调

；一致不一致探究5：相位差：一般指两个相同频率的简谐运动的相位差；Xt0t1t2t3t40π/2π3π/22πθ

相位和相位差：同相：两振子相位差为0，

=2n，(n=0、1、2……)反相：两振子相位差为，

=(2n+1)，(n=0、1、2…)其他相位关系：

=

1-

2tAxxxxtBtCtDA与D相位差=A90°A、C反相位A、B同相位例2：一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系如图所示，由图可知（）解：D例3：弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达C点；1）画出小球在第一个周期内的x-t图象；2）求5s内小球通过的路程及5s末小球的位移；解：T=1s，A=10cm；第1个周期内的x-t图象第二节简谐运动的描述课时练习练1：一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（）B练2：如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子经过a、b两点时的速度相同，若它从a经O到b历时0.2s，然后从b再回到a的最短时间为0.4s，则该振子的振动频率为（）A、1Hz B、1.25HzC、2Hz D、2.5HzB

C

C练5：（多选）如图所示，A、B为两简谐运动的图像，下列说法正确的是（）解：AD简谐运动的描述：振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离周期T：完成一次全振动所需要的时