【成才之路】高中物理 第十一章 机械振动 第二节 简谐运动的描述学案课件 新人教版选修3-4VIP免费

※知道什么是振幅、周期、频率和相位※理解并掌握周期和频率的关系※了解简谐运动的表达式•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．简谐运动是性运动，描述需要更多的物理量．如、、、等，这些物理量都是量．•2．做简谐运动的物体，完成所需要的时间叫周期；单位时间内完成的次数叫频率．•3．简谐运动的方程(即表达式)x＝Asin(ωt＋φ)其中A叫(ωt＋φ)叫，φ叫做．周期振幅周期频率相位标一次全振动全振动振幅相位初相位•(1)振幅•振动物体离开平衡位置的最大距离，用A表示，单位：m.•(2)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时间，用T表示，单位：s.•②频率：单位时间内完成全振动的次数，用f表示，单位：Hz.•周期T与频率f的关系是T＝•(3)相位•用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态．其单位是弧度(或度)．•特别提醒：•(1)振幅是标量，是指物体在振动过程中偏离平衡位置的最大距离，它没有负值，也无方向，它等于振子最大位移的大小，但却不同于最大位移．•(2)周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量．周期越小，频率越大，表示物体振动得越快，反之，表示物体振动得越慢．•振动物体的位移是第1节中的一个重要物理量，振幅是本节的一个重要物理量，有人说振幅只不过是振动中位移的一个特殊值而已，你是否赞同这个观点？•答案：不赞同．振动中的位移与振幅是振动中的两个重要物理量，其不同有许多方面：(1)振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，而位移是物体相对于平衡位置的位置变化．(2)振幅是表示振动强弱的物理量，而位移是表示振动质点某时刻离开平衡位置的大小与方向．简谐运动中振幅是不变的，但位移是时刻变化的．(3)振幅是标量，位移是矢量．(4)振幅在数值上等于最大位移的大小.•(1)做简谐运动的质点在任意时刻t的位移是•x＝•式中：A是振幅，T是周期，φ0是初相位．•(2)相位差：对两个简谐运动x1＝A1sin(ωt＋φ1)和x2＝A2sin(ωt＋φ2)，Δφ＝φ2－φ1，即是两振动的相位差．•特别提醒：•关于相位差Δφ＝φ2－φ1的说明：•(1)取值范围：－π≤Δφ≤π.•(2)Δφ＝0，表明两振动步调完全相同，称为同相．•Δφ＝π，表明两振动步调完全相反，称为反相．•(3)Δφ>0，表示振动2比振动1超前．•Δφ<0，表示振动2比振动1滞后．有两个振动的振动方程分别是：x1＝3sin(100πt＋π3)，x2＝5sin(100πt＋π4)，下列说法正确的是()A．它们的振幅相同B．它们的周期相同C．它们的相差恒定D．它们的振动步调一致•答案：BC•解析：依据两个振动方程我们知道：•方程1代表的振子振动振幅为3；圆频率为ω＝2πf＝100π，则f＝50；初相为.•方程2代表的振子振动振幅为5，圆频率为ω＝2πf＝100π，则f＝50；初相为π/4.•所以，答案A错；B对；由于它们的振动周期相同所以他们的相位差为π/3－π/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π/3－π/4＝π/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φ2－φ1＝2nπ(n＝0，±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φ2－φ1＝(2n＋1)π，说明这两个振动正好相反，我们叫它反相．•关于简谐运动的频率，下列说法正确的是()•A．频率越高，振动质点运动的速度越大•B．频率越高，单位时间内速度的方向变化的次数越多•C．频率是50Hz时，1s内振动物体速度方向改变100次•D．弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置时的速度大小有关•解析：简谐运动的频率与物体运动的快慢没有关系，描写物体运动的快慢用速度，而速度是变化的，假如说物体振动过程中最大速度越大，也不能说明它的频率越大．振动的越快和运动的越快意义是不同的，故A错误．简谐运动的物体在一个周期内速度的方向改变两次，频率越高，单位时间内所包含的周期个数越多，速度方向变化的次数就越多，故B、C正确．弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置的速度没有关系，它由振动系统的固有量：质量m和...