2025/6/161物理組人教版物理選擇性必修一第二章《機械振動》第二節(jié)簡諧運動的描述高二物理組邱鵬2025/6/162物理組2025/6/163物理組回顧與復(fù)習(xí)：1.在高中物理必修一課本中我們曾經(jīng)用哪些物理量來描述勻變速直線運動？2.在高中物理必修二課本中我們曾經(jīng)用哪些物理量來描述勻速圓周運動？對于簡諧運動，我們該用哪些物理量來描述呢？一、簡諧運動下面我們根據(jù)上述表達(dá)式，結(jié)合右圖所示情景，分析簡諧運動的一些特點。BCCBO規(guī)定向右為正方向我們已經(jīng)知道，做簡諧運動的物體的位移x與運動時間t之間滿足正弦式函數(shù)關(guān)系，因此，位移x的一般函數(shù)表達(dá)式可寫為：一、簡諧運動描述簡諧運動的物理量1.振幅(1)定義：振動物體離開平衡位置的最大距離。振幅的兩倍表示振動物體運動范圍的大小。(2)意義：表示振動的強弱。(3)單位：米；常用A表示。振幅是標(biāo)量。

2025/6/166物理組簡諧運動中的振幅、位移和路程振幅位移路程意義矢量標(biāo)量變化聯(lián)系振動物體離開平衡位的最大距離從平衡位置指向振子所在位置的有向線段運動軌跡的長度標(biāo)量矢量標(biāo)量不發(fā)生變化大小和方向隨時間做周期性變化隨時間增加振幅等于位移最大值的數(shù)值。二、周期和頻率1.全振動：一個完整的振動過程稱為一次全振動。若從振子向右經(jīng)過某點p起，經(jīng)過怎樣的運動才叫完成一次全振動？OAPV平衡位置A′振動物體連續(xù)兩次以相同速度通過同一點所經(jīng)歷的過程。2.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。二、周期和頻率3.頻率：物體完成全振動的次數(shù)與所用時間之比叫作頻率f，數(shù)值等于單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)。單位：赫茲(Hz)。1Hz=1s-1。5.周期和頻率的關(guān)系：Ｔ＝1/f。4.意義：周期和頻率都是表示物體振動快慢的物理量，周期越小，頻率越大，表示振動越快。二、周期和頻率思考與討論：

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？于是有：[ω(t+T)+φ]-(ωt+φ)=2π由此解出：根據(jù)周期與頻率的關(guān)系，則：ω=2πf5.ω是一個與周期成反比，與頻率成正比的量，叫作簡諧運動的“圓頻率”。它也表示簡諧運動的快慢。2025/6/1610物理組實驗：測量小球振動的周期2025/6/1611物理組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)；實驗結(jié)論：拓展：彈簧振子周期公式2025/6/1612物理組思考與討論：1.根據(jù)正弦函數(shù)x=Asin(ωt+φ)，當(dāng)(ωt+φ)確定時，sin(ωt+φ)的值是否確定呢？2.你認(rèn)為在物體所做的簡諧運動中，(ωt+φ)代表的物理意義是什么？2025/6/1613物理組三、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。2025/6/1614物理組實驗：觀察兩個小球的振動情況2025/6/1615物理組思考與討論：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,……)2025/6/1616物理組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,……)以x代表質(zhì)點對于平衡位置的位移，t代表時間，則：振幅圓頻率初相位四、簡諧運動的表達(dá)式相位2025/6/1618物理組【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