簡諧運動的描述+高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

第二章機械振動第2節(jié)簡諧運動的描述從

開始……勻速/勻變速直線運動圓周運動位移、速度、加速度周期、頻率、線速度、角速度用文字、圖象等方式詳細地描繪或表達事物tx彈簧振子的位移-時間圖象運動傳感器T/2T2T3T/2txO振動有強弱之分振幅T/2T2T3T/2txOA物體離開平衡位置的最大距離1.定義：振動物體離開平衡位置的最大距離，用字母A表示。一、振幅2.意義：振幅是描述振動強弱的物理量。運動后振動有快慢之分0.6s0.6s0.4s0.4s0.4s運動前心臟的振動圖象1.

我們在學(xué)習勻速圓周運動時知道，由于做勻速圓周運動的物體運動具有周期性，所以我們當時引入了周期和頻率的概念。簡諧運動是否具有和勻速圓周運動類似的運動特點？新課講授思考與討論：特點：往復(fù)性-重復(fù)性-周期性2.我們是否也可以引入周期和頻率的概念來描述簡諧運動呢？xPM’M3.如果從P點向右開始計時，彈簧振子怎樣的過程才算完成周期性重復(fù)運動呢？二、描述簡諧運動的物理量快慢全振動：一個完整的振動過程稱為一次全振動。1.周期：做簡諧運動的物體完成一次全振動所需要的時間，稱為周期T，單位：s。2.頻率：單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)。單位：赫茲(Hz)。1.

對于正弦函數(shù)x=Asin(ωt+φ)，要使函數(shù)值循環(huán)變化一次，(ωt+φ)需要增加多少？這一變化過程所需的時間為多少？新課講授思考與討論：[ω(t+T)+φ]-(ωt+φ)=2π由此解出：新課講授實驗：測量小球振動的周期2.彈簧振子周期和頻率由振動系統(tǒng)本身的因素決定。1.振動周期與振幅大小無關(guān)；新課講授實驗結(jié)論：拓展：彈簧振子周期公式新課講授思考與討論：根據(jù)正弦函數(shù)x=Asin(ωt+φ)，你認為在物體所做的簡諧運動中，(ωt+φ)代表的物理意義是什么？新課講授三、相位1.定義：物理學(xué)中把(ωt+φ)叫作相位。其中φ是t=0時的相位，稱作初相位或初相。2.意義：是表示物體振動步調(diào)的物理量，用相位來描述簡諧運動在各個時刻所處的不同狀態(tài)。3.相位差：實際上經(jīng)常用到的是兩個相同頻率的簡諧運動的相位差，簡稱相差。新課講授實驗：觀察兩個小球的振動情況現(xiàn)象與思考：新課講授1.同時放開兩個小球，振動步調(diào)是否一直相同？此過程它們相位相同嗎？2.不同時放開兩個小球，振動步調(diào)是否一直相同？此過程它們相位相同嗎？思考與討論：新課講授1.若做簡諧運動的兩個物體，步調(diào)始終一致，需要滿足什么條件？同相：相位差為零，一般地為

=2n(n=0,1,2,……)思考與討論：新課講授2.若做簡諧運動的兩個物體，步調(diào)始終相反，需要滿足什么條件？反相：相位差為

,一般地為

=(2n+1)(n=0,1,2,……)振幅圓頻率相位初相位四、簡諧運動的表達式新課講授【例1】如圖，彈簧振子的平衡位置為O點，在B、C兩點之間做簡諧運動。B、C相距20cm。小球經(jīng)過B點時開始計時，經(jīng)過0.5s首次到達C點。（1）畫出小球在第一個周期內(nèi)的x-t圖像。（2）求5s