22簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述（課件）高二物理（人教版2019選擇性）

第二章：第2節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述高中物理選擇性必修第一冊(cè)主講老師：陳慶威目錄CONTENT高中物理選擇性必修第一冊(cè)振幅周期和頻率相位鞏固提升問題？01.高中物理選擇性必修第一冊(cè)

有些物體的振動(dòng)可以近似為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在一個(gè)位置附近不斷地重復(fù)同樣的運(yùn)動(dòng)。如何描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的這種獨(dú)特性呢？溫故知新02.高中物理選擇性必修第一冊(cè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的位移x與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t之間滿足正弦函數(shù)關(guān)系，因此，位移x的一般函數(shù)表達(dá)式可寫為：

如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖像（x—t圖像）是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)是一種簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

振

幅第一部分振幅01.高中物理選擇性必修第一冊(cè)2.振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，常用字母A表示;1.定義：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離，叫做振動(dòng)的振幅。4.振幅的大小直接反映了振子振動(dòng)能量(E=EK+EP)的高低。3.振子振動(dòng)范圍的大小是振幅的兩倍——2A;振幅振幅振幅振幅國(guó)際單位——米。高中物理選擇性必修第一冊(cè)1.振子的位移大小等于其偏離平衡位置的距離，時(shí)刻在變化；但振幅是不變的。2.位移是矢量，振幅是標(biāo)量，它等于最大位移的數(shù)值。振幅與位移的區(qū)別02.對(duì)于一個(gè)給定的振動(dòng)：周期和頻率第二部分全振動(dòng)01.高中物理選擇性必修第一冊(cè)全振動(dòng):振動(dòng)物體從某一初始狀態(tài)開始，再次回到初始狀態(tài)（即位移、速度均與初態(tài)完全相同）所經(jīng)歷的過程。特點(diǎn)：一次全振動(dòng)路程為振幅的4倍.周期和頻率02.高中物理選擇性必修第一冊(cè)1.周期T:做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間。單位:s.2.頻率f:做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)。單位:Hz問題1：O—D—B—D—O是一個(gè)周期嗎？問題2：若從振子經(jīng)過C向右起，經(jīng)過怎樣的運(yùn)動(dòng)才叫完成一次全振動(dòng)？

圓頻率03.高中物理選擇性必修第一冊(cè)

可見，ω是一個(gè)與周期成反比、與頻率成正比的量，叫作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的“圓頻率”。它也表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的快慢。于是

根據(jù)周期與頻率間的關(guān)系，則由此解出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性04.高中物理選擇性必修第一冊(cè)1.若t2－t1＝nT，則t1、t2兩時(shí)刻振動(dòng)物體在同一位置，運(yùn)動(dòng)情況相同．3.若t2－t1＝nT＋1/4T或t2－t1＝nT＋3/4T，則當(dāng)t1時(shí)刻物體到達(dá)最大位移處時(shí)，t2時(shí)刻物體到達(dá)平衡位置；當(dāng)t1時(shí)刻物體在平衡位置時(shí)，t2時(shí)刻物體到達(dá)最大位移處；若t1時(shí)刻物體在其他位置，t2時(shí)刻物體到達(dá)何處就要視具體情況而定。2.若t2－t1＝nT＋1/2T，則t1、t2兩時(shí)刻，描述運(yùn)動(dòng)的物理量(x、F、a、v)均大小相等，方向相反．問題與思考05.高中物理選擇性必修第一冊(cè)

如圖，彈簧上端固定，下端懸掛鋼球。把鋼球從平衡位置向下拉一段距離A，放手讓其運(yùn)動(dòng)，A就是振動(dòng)的振幅。給你一個(gè)停表，你能測(cè)出振子的振動(dòng)周期T嗎？

做一做：測(cè)量小球振動(dòng)的周期06.高中物理選擇性必修第一冊(cè)

用停表測(cè)出鋼球完成n個(gè)全振動(dòng)所用的時(shí)間t，nt就是振動(dòng)的周期。n的值取大一些可以減小測(cè)量誤差。再把振幅減小為原來(lái)的一半，用同樣的方法測(cè)量振動(dòng)的周期。

換用不同的彈簧和小球，你發(fā)現(xiàn)有何不同？mA測(cè)量結(jié)果07.高中物理選擇性必修第一冊(cè)結(jié)論：彈簧振子的周期由振動(dòng)系統(tǒng)本身的質(zhì)量和勁度系數(shù)決定，而與振幅無(wú)關(guān)，所以常把周期和頻率叫做固有周期和固有頻率。3.振動(dòng)周期與振子的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量較小時(shí)，周期較小。2.振動(dòng)周期與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)較大時(shí)，周期較小。1.振動(dòng)周期與振幅大小無(wú)關(guān)。相

位第三部分相位01.高中物理選擇性必修第一冊(cè)當(dāng)（ωt＋φ）確定時(shí)，sin（ωt＋φ）的值也就確定了，所以（ωt＋φ）代表了做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體此時(shí)正處于一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中的哪個(gè)狀態(tài)。從x＝Asin（ωt＋φ）可以發(fā)現(xiàn)：“t+”

叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位。物理意義：表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)所處的狀態(tài).

是t=0時(shí)的相位，稱作初相位，簡(jiǎn)稱初相。相位差02.高中物理選擇性必修第一冊(cè)相位差：兩個(gè)相同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差，簡(jiǎn)稱相差。(1)取值范圍：－2π≤

≤2π.(2)

>0，表示振動(dòng)2比振動(dòng)1超前.

<0，表示振動(dòng)2比振動(dòng)1滯后．①同相：相位差為零，一般地為=2n(n=0,1,2,……)②反相：相位差為，一般地為=(2n+1)(n=0,1,2,……)說(shuō)明：相位差02.高中物理選擇性必修第一冊(cè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移04.高中物理選擇性必修第一冊(cè)振幅角速度（圓頻率）相位初相位（平衡位置處開始計(jì)時(shí)）（最大位移處開始計(jì)時(shí)）教材例題05.高中物理選擇性必修第一冊(cè)【例題】如圖，彈簧振子的平衡位置為O點(diǎn)，在B、C兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。B、C相距20cm。小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過0.5s首次到達(dá)C點(diǎn)。（1）畫出小球在第一個(gè)周期內(nèi)的x-t圖像。（2）求5s內(nèi)小球通過的路程及5s末小球的位移。

例題解析06.高中物理選擇性必修第一冊(cè)

做一做07.高中物理選擇性必修第一冊(cè)拓展學(xué)習(xí)08.高中物理選擇性必修第一冊(cè)理論探究小球振動(dòng)的周期與小球的質(zhì)量的關(guān)系、彈簧勁度系數(shù)的關(guān)系：

即小球振動(dòng)的周期僅與小球的質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)均有關(guān)，與振幅無(wú)關(guān)高中物理選擇性必修第一冊(cè)圓周運(yùn)動(dòng)與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的關(guān)系09.總結(jié)提升第四部分課堂小結(jié)高中物理選擇性必修第一冊(cè)周期（T）相位頻率（f）振幅（A）振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離，叫做振動(dòng)的振幅。周期T:

做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間例題1例題精選01.【參考答案】B高中物理選擇性必修第一冊(cè)

解析例題解析02.高中物理選擇性必修第一冊(cè)