22简谐运动的描述（课件）高二物理（人教版2019选择性）

第二章：第2节简谐运动的描述高中物理选择性必修第一册主讲老师：陈庆威目录CONTENT高中物理选择性必修第一册振幅周期和频率相位巩固提升问题？01.高中物理选择性必修第一册

有些物体的振动可以近似为简谐运动，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？温故知新02.高中物理选择性必修第一册做简谐运动的物体的位移x与运动时间t之间满足正弦函数关系，因此，位移x的一般函数表达式可写为：

如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x—t图像）是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。

振

幅第一部分振幅01.高中物理选择性必修第一册2.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。4.振幅的大小直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低。3.振子振动范围的大小是振幅的两倍——2A;振幅振幅振幅振幅国际单位——米。高中物理选择性必修第一册1.振子的位移大小等于其偏离平衡位置的距离，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。振幅与位移的区别02.对于一个给定的振动：周期和频率第二部分全振动01.高中物理选择性必修第一册全振动: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。特点：一次全振动路程为振幅的4倍.周期和频率02.高中物理选择性必修第一册1.周期T:做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间。单位:s.2.频率f:做简谐运动的物体单位时间内完成全振动的次数。单位:Hz问题1：O—D—B—D—O是一个周期吗？问题2：若从振子经过C向右起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？

圆频率03.高中物理选择性必修第一册

可见，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”。它也表示简谐运动的快慢。于是

根据周期与频率间的关系，则由此解出简谐运动的周期性04.高中物理选择性必修第一册1.若t2－t1＝nT，则t1、t2两时刻振动物体在同一位置，运动情况相同．3.若t2－t1＝nT＋1/4T或t2－t1＝nT＋3/4T，则当t1时刻物体到达最大位移处时，t2时刻物体到达平衡位置；当t1时刻物体在平衡位置时，t2时刻物体到达最大位移处；若t1时刻物体在其他位置，t2时刻物体到达何处就要视具体情况而定。2.若t2－t1＝nT＋1/2T，则t1、t2两时刻，描述运动的物理量(x、F、a、v)均大小相等，方向相反．问题与思考05.高中物理选择性必修第一册

如图，弹簧上端固定，下端悬挂钢球。把钢球从平衡位置向下拉一段距离A，放手让其运动，A就是振动的振幅。给你一个停表，你能测出振子的振动周期T吗？

做一做：测量小球振动的周期06.高中物理选择性必修第一册

用停表测出钢球完成n个全振动所用的时间t，nt就是振动的周期。n的值取大一些可以减小测量误差。再把振幅减小为原来的一半，用同样的方法测量振动的周期。

换用不同的弹簧和小球，你发现有何不同？mA测量结果07.高中物理选择性必修第一册结论：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。3.振动周期与振子的质量有关，质量较小时，周期较小。2.振动周期与弹簧的劲度系数有关，劲度系数较大时，周期较小。1.振动周期与振幅大小无关。相

位第三部分相位01.高中物理选择性必修第一册当（ωt＋φ）确定时，sin（ωt＋φ）的值也就确定了，所以（ωt＋φ）代表了做简谐运动的物体此时正处于一个运动周期中的哪个状态。从x＝Asin（ωt＋φ）可以发现：“t+”

叫简谐运动的相位。物理意义：表示简谐运动所处的状态.

是t=0时的相位，称作初相位，简称初相。相位差02.高中物理选择性必修第一册相位差：两个相同频率的简谐运动的相位差，简称相差。(1)取值范围：－2π≤

≤2π.(2)

>0，表示振动2比振动1超前.

<0，表示振动2比振动1滞后．①同相：相位差为零，一般地为=2n(n=0,1,2,……)②反相：相位差为，一般地为=(2n+1)(n=0,1,2,……)说明：相位差02.高中物理选择性必修第一册简谐运动的位移04.高中物理选择性必修第一册振幅角速度（圆频率）相位初相位（平衡位置处开始计时）（最大位移处开始计时）教材例题05.高中物理选择性必修第一册【例题】如图，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图像。（2）求5s内小球通过的路程及5s末小球的位移。

例题解析06.高中物理选择性必修第一册

做一做07.高中物理选择性必修第一册拓展学习08.高中物理选择性必修第一册理论探究小球振动的周期与小球的质量的关系、弹簧劲度系数的关系：

即小球振动的周期仅与小球的质量、弹簧劲度系数均有关，与振幅无关高中物理选择性必修第一册圆周运动与简谐运动的关系09.总结提升第四部分课堂小结高中物理选择性必修第一册周期（T）相位频率（f）振幅（A）振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。周期T:

做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间例题1例题精选01.【参考答案】B高中物理选择性必修第一册

解析例题解析02.高中物理选择性必修第一册