高中物理人教选修34课件第11章第2节简谐运动的描述

1、成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-4,机械振动,第十一章,第二节简谐运动的描述,第十一章,音乐会上，各具特色的乐器会给我们留下深刻的印象，不同乐器都在和谐地振动，在我们说话时，用手摸喉部，能感受到声带的振动。这些都表明振动具有不同的特征，如何科学地来描述振动呢？,1振幅 (1)定义：振动物体离开平衡位置的_，用A表示，单位：m。 (2)物理意义：表示振动的_，是标量。 2全振动 (1)振子以相同的速度相继通过_所经历的过程，即一个完整的振动过程。 (2)不管以哪里作为开始研究的起点，弹簧振子完成一次全振动的时间总是_的。,描述简谐运动的物理量,最大距离,强弱,同一

2、位置,相等,3周期和频率 (1)周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的_，用T表示，单位：s。 (2)频率：单位时间内完成全振动的_，用f表示，单位：Hz。 (3)周期T与频率f的关系：T_ (4)物理意义：周期和频率都是表示物体_的物理量，周期越小，频率_，表示物体振动越快。,时间,次数,振动快慢,越大,3相位 用来描述周期性运动在各个时刻所处的_。其单位是_(或度)。,不同状态,弧度,1简谐运动的一般表达式 x_ 式中：A是振幅，T是周期，0是初相位。 2相位差 对两个简谐运动x1A1sin(t1)和x2A2sin(t2)，_，即是两振动的相位差。,简谐运动的表达式,21,一、对全振

3、动的理解 正确理解全振动的概念，应注意把握振动的五个特征。 (1)振动特征：一个完整的振动过程。 (2)物理量特征：位移(x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同时与初始状态相同。 (3)时间特征：历时一个周期。 (4)路程特征：振幅的4倍。 (5)相位特征：增加2。,二、振幅、位移和路程的关系,扬声器发声时，手摸喇叭的发音纸盆会感觉到它在振动，把音响声音调大，发觉纸盆的振动更加剧烈，想想这是为什么？ 答案：扬声器发出的声音是由其喇叭的纸盆振动形成的，振动越剧烈，即振幅越大，纸盆振动的能量越大，喇叭越响，手感觉纸盆振动得越厉害，说明振幅是反映振动剧烈程度的物理量。,特别提醒： 关于相位差21

4、的说明： (1)取值范围：。 (2)0，表明两振动步调完全相同，称为同相。 ，表明两振动步调完全相反，称为反相。 (3)0，表示振动2比振动1超前。 0，表示振动2比振动1滞后。,(银川一中20132014学年高二下学期期末)一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y0.1sin(2.5t)，位移y的单位为m，时间t的单位为s。则() A弹簧振子的振幅为0.2m B弹簧振子的周期为1.25s C在t0.2s时，振子的运动速度为零 D弹簧振子的振动初相位为2.5 答案：C,解析：由表达式可知：A0.1m，T0.8s，0，所以A、B、D均错；t0.2s时，振子在最大位移处，速度为零，C正确。,弹簧

5、振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，BC相距20cm，某时刻振子处于B点，经过0.5s，振子首次到达C点，求： (1)振子的振幅； (2)振子的周期和频率； (3)振子在5s内通过的路程及位移大小。,描述简谐运动的物理量,答案：10cm(2)1s,1Hz(3)200cm,10cm,点评：一个全振动的时间叫做周期，周期和频率互为倒数关系。简谐运动的位移是振子离开平衡位置的距离。要注意各物理量之间的区别与联系。,答案：D,解析：在t0时刻，质点的位移为零，质点经过平衡位置，速度最大，而加速度为零，故A错误。在t4s时，质点经过平衡位置沿正方向运动，此时质点的速度最大，故B错误。质点的振幅

6、为A5cm，周期为T4s，保持不变，故C错误，D正确。,如图所示为A、B两个简谐运动的位移时间图象。请根据图象写出这两个简谐运动的表达式。,简谐运动的表达式,答案：BC,所以，选项A错，B对；由于它们的振动周期相同所以它们的相位差为/3/4有确定的值，故选项C正确。选项D不对，由于它们的相位差为/3/4/12，因此它们在振动时步调不一致。只有两个频率相同的振动，且相位差212n(n0，1，2，)时，它们的振动步调才会一致，这就是我们常说的同相；若21(2n1)，说明这两个振动正好相反，我们叫它反相。,如图所示，一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是() A0.5s B0.75s C1.0s D1.5s,开放探究,答案：C 点评：本题考查简谐运动在实际问题中的应用，简谐运动问题结合图象分析准确直观方便。,如图所示，某同学看到一只鸟落在树枝上的P处，树枝在10s内上下振动了6次。鸟飞走后，