简谐运动的描述【教学目标】 1.掌握用振幅、周期和频率来描述简谐运动的方法。2.理解振幅、周期和频率的物理意义。3.明确相位、初相和相位差的概念。4.知道简谐运动的表达式,明确各量表示的物理意义。重点:振幅、周期和频率的物理意义。理解振动物件的固有周期和固有频率与振幅无关。难点:理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关。相位的物理意义。【自主预习】1.振幅:振动物体离开平衡位置的________距离。振幅的________表示的是做振动的物体运动范围的大小。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,用 A 表示,在国际单位制中的单位是米(m)。② 物理意义:振幅是表示振动强弱的物理量,振幅越大,表示振动越强。2.简谐运动是一种________运动,一个完整的振动过程称为一次________。3.周期:做简谐运动的物体完成________所需要的时间,用________表示。频率:单位时间内完成全振动的________,用________表示。周期与频率的关系是________。在国际单位制中,周期的单位是________,频率的单位是______________,简称________,符号是________,1 Hz=1________。物理意义:周期和频率都是表示振动快慢的物理量4.简谐运动的表达式:x=___ _ ____。其中 ω=________=________。做简谐运动的物体位移 x 随时间 t 变化的表达式:x=Asin(ωt+φ)(1)式中 x 表示振动质点相对平衡位置的位移。(2)式中 A 表示简谐运动的振幅。(3) 式中 ω 是简谐运动的圆频率,他也表示简谐运动的快慢(4)式中 φ 表示 t=0 时简谐运动质点所处的位置,称为初相位,或初相;(ωt+φ)代表了做简谐运动的质点在 t 时刻处在一个运动周期中的某 个状态,所以代表简谐运动的相位。(5)相位差:即某一时刻的相位之差,两个具有相同圆频率(ω)的简谐运动,设其初相分别为 φ1和 φ2,当 φ2>φ1时,其相位差 Δφ=(ωt+φ2)-(ωt+φ1)=φ2-φ1。此时我们常说 2 的相位比 1 超前 Δφ,或者说 1 的相位比 2 的相位落后 Δφ。【典型例题】【例 1】如图 11-2-2 所示,弹簧振子在 BC 间振动,O 为平衡位置,BO=OC=5 cm,若振子从B 到 C 的运动时间是 1 s,则下列说法正确的是( )A.振子从 B 经 O 到 C 完成一次全振动B.振动周期是 1 s,振幅是 10 cmC.经过两次全振动,振子通过的路程是 20 cmD.从 B 开始经过 3 s,振子通过的路程是 30 cm【思维...