第二章 2 简谐运动的描述—2020-2021【新教材】人教版高中物理选修第一册课件(共31张PPT)
2021-2022新教材物理选择性必修第一册学案：第二章 第二节 简谐运动的描述 Word版含答案
第二节简谐运动的描述1．知道简谐运动的数学表达式，会通过简谐运动的表达式确定振幅、周期、频率等物理量。
2．了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义。
3．会根据图像分析各物理量的变化。
知识点一 简谐运动的函数描述 [知识梳理] 1．振动曲线振子振动时位移与时间关系的曲线。
2．简谐运动的函数表达式：x ＝A cos(ωt ＋φ)。
3．角频率与周期或频率的关系：ω＝2πT＝2πf 。
[初试小题] 1．判断正误。
(1)物体做简谐运动的位移表达式与计时时刻物体所在位置无关。
(×) (2)x ＝A sin ωt 中的A 为振幅，是矢量。
(×)(3)简谐运动的位移表达式x ＝A cos ωt 中，ω是简谐运动的角频率。
(√) (4)若简谐运动的表达式为x ＝5 cos ⎝⎛⎭⎫8πt ＋14πcm ，则振动周期为0.25 s 。
(√) 知识点二 简谐运动的图像描述 [知识梳理]1．相位：简谐运动表达式x ＝A cos (ωt ＋φ)中的ωt ＋φ叫作相位，是一个相对概念，与所选取的时间零点有关。
2．初相位：t ＝0时刻的相位φ叫作初相位，简称初相。
3．相位差：两个振子相位的差值叫相位差，是个绝对概念，表示两个频率相同简谐运动的振动先后关系，即Δφ＝φ1－φ2。
[初试小题]1．判断正误。
(1)简谐运动的图像都是正弦或余弦曲线。
(√) (2)利用简谐运动的图像可知道其振动周期和振幅。
(√) (3)相位反映了振动物体的振动步调。
(√)(4)两个振动物体的相位相同，则其振动步调相反。
(×)2．(多选)物体A 做简谐运动的振动方程是x A ＝3cos ⎝⎛⎭⎫100t ＋π2 m ，物体B 做简谐运动的振动方程是x B ＝5cos ⎝⎛⎭⎫100t ＋π6m 。
比较A 、B 的运动可知( ) A ．振幅是矢量，A 的振幅是6 m ，B 的振幅是10 m B ．周期是标量，A 、B 周期相等，都为100 s C ．A 振动的频率f A 等于B 振动的频率f B D ．A 的相位始终超前B 的相位π3解析：选CD 振幅是标量，A 、B 的振幅分别为3 m 、5 m ，A 错误；A 、B 的周期均为T ＝2πω＝2π100 s ＝6.28×10－2 s ，B 错误；因为T A ＝T B ，故f A ＝f B ，C 正确；Δφ＝φA －φB＝π3，为定值，D 正确。
2020-2021学年物理人教版选择性第一册教案：2.2 简谐运动的描述含解析
2020-2021学年物理人教版（2019）选择性必修第一册教案：2.2简谐运动的描述含解析2简谐运动的描述一、描述简谐运动的物理量1．振幅振动物体在振动过程中离开平衡位置的最大距离叫作振动的振幅．振幅是标量，用A表示，单位是米(m)．振幅是反映振动强弱的物理量，振幅越大表示振动越强．2．周期和频率做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间叫作振动的周期．单位时间内完成全振动的次数叫作振动的频率．周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量．它们的关系是T＝1/f。
在国际单位制中，周期的单位是秒．频率的单位是赫兹,1 Hz＝1 s－1.3．相位用来描述周期性运动的物体在各个时刻所处的不同状态的物理量．二、简谐运动的表达式简谐运动的正弦函数表达式可以写成x＝A sin（ωt＋φ)．其中A代表简谐运动的振幅；ω叫作简谐运动的“圆频率”，它与周期的关系是ω＝错误!.它和周期、频率都表示简谐运动的快慢;ωt＋φ代表简谐运动的相位,其中φ称为初相位．从简谐运动的正弦函数表达式中，我们知道(ωt＋φ)表示相位，你能据此表达式导出相位的单位吗？提示：由ω＝错误!及ωt＋φ知ωt＋φ＝错误!t＋φ，其中φ表示角度，错误!t也表示角度，所以其单位应为角度的单位--弧度．考点一描述简谐运动的物理量1．振幅说明：振幅的两倍(2A）表示振动物体的运动范围，如上图所示．振幅、位移和路程的关系振幅位移路程定义振动物体离开平衡位置的最大距离从平衡位置指向振子所在位置的有向线段运动轨迹的长度矢、标性标量矢量标量变化在稳定的振动系统中不发生变化大小和方向随时间做周期性变化随时间增加联系①振幅等于最大位移的大小；②振子在一个周期内的位移等于零，在一个周期内的路程等于4个振幅，在半个周期内的路程等于2个振幅1在一个稳定的振动系统中，振幅是不变的,它与振动系统的周期频率或质点的位移无关。
2振幅是标量，它没有负值，也无方向,它等于振子最大位移的大小,却不是最大位移。
2.2 简谐运动的描述(课件)高二年级物理选择性必修1(人教版)
意义
矢量标量
位移
路程
振动物体离开平
从平衡位置指向振子所
运动轨迹的
衡位的最大距离
在位置的有向线段
长度
2.特征：
标量
矢量
(1)有一个“中心位置”，也是振动物体静止时的位置；
标量
(2)运动具有往复性。
变化
联系
不发生变化
大小和方向随时间做周
随时间
期性变化
增加
(1)振幅等于位移最大值的数值；(2)在一个完整周期内的路
(1)简谐运动图像,即x-t图像是表示质点振动情况
的一种手段,直观表示了质点的位移x随时间t变
化的规律。
(2)x=Asin(ωt+φ0)是用函数表达式的形式反映质
点的振动情况。
两者对同一个简谐运动的描述应该是一致的。
我们能够做到两个方面:一是根据振动方程作出
振动图像,二是根据振动图像读出振幅、周期、
变为-v;在t=0.5 s时,振子速度第二次变为-v,已知B、C之间的距离为25 cm。
(1)求弹簧振子的振幅A;
(2)求弹簧振子的振动周期T和频率f。
答案:(1)12.5 cm
(2)1 s
1 Hz
课堂练习
解析:(1)弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,
1
25
2
2
所以振幅是 B、C 之间距离的 ,所以 A=
cm=12.5 cm。
(2)由简谐运动的对称性可知从P到B的时间与从B返回到P的时间是相等
的,
所以 tBP=
0.2
2
s=0.1 s
同理可知,tPO=
又 tPO+t BP=
0.3
(新教材)2020-2021学年物理人教版选择性第一册课件：2.2 简谐运动的描述
点拨： ①b、c 相距 20 cm提―取―信→息2 个振幅为 20 cm，故 A＝10 cm. ②经过 0.5 s，振子首次到达 b 点提―取―信→息0.5 s 为14个周期，故 T ＝2 s.
点拨：
Δ t＝nT s＝n·4A， n＝1、2、3…
振幅
A
与路程
Δ s
t＝T2
s＝2A
Δ
t＝T4
＜A s＝A ＞A
提示：(1)不正确．振幅是一个标量，它是指物体离开平衡位置的最 大距离．它既没有负值，也无方向，而最大位移既有大小，也有方向，所 以振幅不同于最大位移．
(2)弹簧振子一次全振动的过程中，通过的路程是振幅的 4 倍． (3)这个结论不能随意推广．当Tt 为整数或21的奇数倍时，t 时间内通过 的路程才为Tt ×4 A，即上述结论成立；如果不是整数，且余数不为21时， 则路程不一定等于Tt ×4 A. (4)在简谐运动中，一个确定的振动系统的周期(或频率)是固定的，与 振幅无关．
3．简谐运动的表达式 (1)表达式：x＝_A_si_n_(_ω_t_＋_φ. ) (2)A 表示简谐运动的__振__幅____． (3)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．ω＝2Tπ＝2πf.
【思考辨析】
(1)振幅就是指振子的位移．( × ) (2)振幅就是振子的路程．( × ) (3)振子从离开某位置到重新回到该位置的过程不一定是一次全 振动过程．( √ ) (4)始末速度相同的一个过程一定是一次全振动．( × )
故前 2 秒内的位移为－4.5 cm，D 正确．
【答案】 D
变式训练 3 (多选)有两个简谐运动，其表达式分别是 x1＝
4sin100πt＋π3cm，x2＝5sin100πt＋π6cm，下列说法正确的是(
第二章 第二节 简谐运动的描述-高中物理同步备课学案(人教版选择性必修第一册)
第2节 简谐运动的描述知识点归纳知识点一、简谐运动的物理量1．振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离，通常用字母A 表示，是标量． 2．振子完成一次完整的振动过程称为一次全振动，不论从哪一位置开始计时，弹簧振子完成一次全振动所用的时间总是相同的．3．做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动的周期，用字母T 表示．其物理意义是表示物体振动的快慢．4．单位时间内完成全振动的次数，叫做振动的频率，用字母f 表示；其单位是赫兹，符号是Hz.5．周期与频率的关系是T ＝1/f .频率的大小表示振动的快慢．6．用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态的物理量叫相位，当t ＝0时的相位称做初相位，用字母φ表示．知识点二、简谐运动的表达式简谐运动的一般表达式为x ＝A sin(ωt ＋φ)．1．x 表示离开平衡位置的位移，A 表示简谐运动的振幅，表示振动的强弱．2．式中ω叫做“圆频率”，它与周期频率的关系为ω＝2πT ＝2πf .可见ω、T 、f 相当于一个量，描述的都是振动的快慢．简谐运动的表达式也可写成：x ＝A sin ⎝⎛⎭⎫2πT t ＋φ或x ＝A sin(2πft ＋φ)．3．式中(ωt ＋φ)表示相位，描述做周期性运动的物体在各个不同时刻所处的不同状态，是描述不同振动的振动步调的物理量．它是一个随时间变化的量，相当于一个角度，单位为弧度，相位每增加2π，意味着物体完成了一次全振动．4．式中φ表示t ＝0时简谐运动质点所处的状态，称为初相位或初相．5．相位差：即某一时刻的相位之差两个具有相同ω．的简谐运动，设其初相分别为φ1和φ2，其相位差Δφ＝(ωt ＋φ2)－(ωt ＋φ1)＝φ2－φ1.知识点三、对全振动的理解1．全振动的定义：振动物体以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程，叫做一次全振动．如图所示，从O点开始，一次全振动的完整过程为O→A→O→A′→O；从A点开始，一次全振动的完整过程为A→O→A′→O→A。
人教版高中物理目录(必修选修版新教材课本目录)
第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验：用打点计时器测速度5 速度变化快慢的描述──加速度第二章匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律2 匀变速直线运动的速度与时间的关系3 匀变速直线运动的位移与时间的关系4 自由落体运动5 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解第四章牛顿运动定律1 牛顿第一定律2 实验：探究加速度与力、质量的关系3 牛顿第二定律4 力学单位制5 牛顿第三定律6 用牛顿定律解决问题（一）7 用牛顿定律解决问题（二）第五章曲线运动1 曲线运动2 运动的合成与分解3 探究平抛运动的规律4 抛体运动的规律5 圆周运动6 向心加速度7 向心力8 生活中的圆周运动第六章万有引力与航天1 行星的运动2 太阳与行星间的引力3 万有引力定律4 万有引力理论的成就5 宇宙航行6 经典力学的局限性第七章机械能及其守恒定律1 追寻守恒量2 功3 功率4 重力势能5 探究弹性势能的表达式6 探究功与物体速度变化的关系7 动能和动能定理8 机械能守恒定律9 实验：验证机械能守恒定律10 能量守恒定律与能源第一章电流1、电荷库仑定律2、电场3、生活中的静电现象4、电流和电源5、电流的热效应第二章磁场1、指南针与远洋航海2、电流的磁场3、磁场对通电导线的作用4、磁声对运动电荷的作用5、磁性材料第三章电磁感应1、电磁感应现象2、法拉第电磁感应定律3、交变电流4、变压器5、高压输电6、自感现象涡流7、课题研究：电在我家中第四章电磁波及其应用1、电磁波的发现2、电磁光谱3、电磁波的发射和接收4、信息化社会5、课题研究：社会生活中的电磁波第一章分子动理论内能1、分子及其热运动2、物体的内能3、固体和液体4、气体第二章能量的守恒与耗散1、能量守恒定律2、热力学第一定律3、热机的工作原理4、热力学第二定律5、有序、无序和熵6、课题研究：家庭中的热机第三章核能1、放射性的发现2、原子核的结构3、放射性的衰变4、裂变和聚变5、核能的利用第四章能源的开发与利用1、热机的发展和应用2、电力和电信的发展与应用3、新能源的开发4、能源与可持续发展5、课题研究：太阳能综合利用的研究第一章电场直流电路1、电场2、电源3、多用电表4、闭合电路的欧姆定律5、电容器第二章磁场1、磁场磁性材料2、安培力与磁电式仪表3、洛伦兹力和显像管第三章电磁感应1、电磁感应现象2、感应电动势3、电磁感应现象在技术中的应用第四章交变电流电机1、交变电流的产生和描述2、变压器3、三相交变电流第五章电磁波通信技术1、电磁场电磁波2、无线电波的发射、接收和传播3、电视移动电话4、电磁波谱第六章集成电路传感器1、晶体管2、集成电路3、电子计算机4、传感器第一章物体的平衡1、共点力平衡条件的应用2、平动和传动3、力矩和力偶4、力矩的平衡条件5、刚体平衡的条件6、物体平衡的稳定性第二章材料与结构1、物体的形变2、弹性形变与范性形变3、常见承重结构第三章机械与传动装置1、常见的传动装置2、能自锁的传动装置3、液压传动4、常用机构5、机械第四章热机1、热机原理热机效率2、活塞式内燃机3、蒸汽轮机燃气轮机4、喷气发动机第五章制冷机1、制冷机的原理2、电冰箱3、空调器第一章光的折射1、光的折射折射率2、全反射光导纤维3、棱镜和透镜4、透镜成像规律5、透镜成像公式第二章常用光学仪器1、眼睛2、显微镜和望远镜3、照相机第三章光的干涉、衍射和偏振1、机械波的稍微和干涉2、光的干涉3、光的衍射4、光的偏振第四章光源与激光1、光源2、常用照明光源3、激光4、激光的应用第五章放射性与原子核1、天然放射现象原子结构2、原子核衰变3、放射性同位素的应用4、射线的探测和防护第六章核能与反应堆技术1、核反应和核能2、核列变和裂变反应堆3、核聚变和受控热核反应第一章静电场1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度4 电势能和电势5 电势差6 电势差与电场强度的关系7 电容器与电容8 带电粒子在电场中的运动第二章恒定电流1 导体中的电场和电流2 电动势3 欧姆定律4 串联电路和并联电路5 焦耳定律6 电阻定律7 闭合电路欧姆定律8 多用电表9 实验：测定电池的电动势和内阻10 简单的逻辑电路第三章磁场1 磁现象和磁场2 磁感应强度3 几种常见的磁场4 磁场对通电导线的作用力5 磁场对运动电荷的作用力6 带电粒子在匀强磁场中的运动第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究电磁感应的产生条件3 法拉第电磁感应定律4 楞次定律5 感生电动势和动生电动势6 互感和自感7 涡流第五章交变电流1 交变电流2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器5 电能的输送第六章传感器1 传感器及其工作原理2 传感器的应用（一）3 传感器的应用（二）4 传感器的应用实例附一些元器件的原理和使用要点第七章分子动理论1 物体是由大量分子组成的2 分子的热运动3 分子间的作用力4 温度的温标5 内能第八章气体1 气体的等温变化2 气体的等容变化和等压变化3 理想气体的状态方程4 气体热现象的微观意义第九章物态和物态变化1 固体2 液体3 饱和汽和饱和汽压4 物态变化中的能量交换第十章热力学定律1 功和内能2 热和内能3 热力学第一定律能量守恒定律4 热力学第二定律5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展第十一章机械振动1 简谐运动2 简谐运动的描述3 简谐运动的回复力和能量4 单摆5 外力作用下的振动第十二章机械波1 波的形成和传播2 波的图象3 波长、频率和波速4 波的反射和折射5 波的衍射6 波的干涉7 多普勒效应第十三章光1 光的折射2 光的干涉3 实验：用双缝干涉测量光的波长4 光的颜色色散5 光的衍射6 波的干涉7 全反射8 激光第十四章电磁波1 电磁波的发现2 电磁振荡3 电磁波的发射和接收4 电磁波与信息化社会5 电磁波谱第十五章相对论简介1 相对论诞生2 时间和空间的相对性3 狭义相对论的其他结论4 广义相对论简介第十六章动量守恒定律1 实验：探究碰撞中的不变量2 动量守恒定律（一）3 动量守恒定律（二）4 碰撞5 反冲运动火箭6 用动量概念表示牛顿的第二定律第十七章波粒二象性1 能量量子化：物理学的新纪元2 科学的转折：光的粒子性3 崭新的一页：粒子的波动性4 概率波5 不确定的关系第十八章原子结构1 电子的发现2 原子的核式结构模型3 氢原子光谱4 玻尔的原子模型5 激光第十九章原子核1 原子核的组成2 放射性元素的衰变3 探测射线的方法4 放射性的应用与防护5 核力与结合能6 重核的裂变7 核聚变8 粒子和宇宙。
江苏专用_新教材高中物理第二章机械振动2简谐运动的描述课件新人教版选择性必修第一册
解析：1 s 时质点位于正向最大位移处，3 s 时质点处于负向最大位移处， 位移方向相反，故 A 错误；一个周期内质点做简谐运动经过的路程是 4A＝8 cm,10 s 为 2.5 个周期，则质点经过的路程为 20 cm，故 B 正确；由题图知 位移与时间的关系为 x＝Asin(ωt＋φ0)＝0.02sinπ2tm，当 t＝5 s 时，其相位 ωt ＋φ0＝π2×5＝52π，故 C 错误；在 1.5 s 和 4.5 s 两时刻，质点位移相同，x ＝Asin 135°＝ 22A＝ 2 cm，故 D 错误。 答案：B
提示：(1)时间 t＝T，路程 s＝4A，位移 x＝0。 (2)时间 t＝21T，路程 s＝2A，位移 x＝2A。 (3)两个过程的各量都相同：时间 t＝14T，路程 s＝A，位移 x＝A。 (4)D→C→D 过程：时间 t＝14T，路程 s＜A，位移 x＝0。 D→O→E 过程：时间 t＝14T，路程 s＞A，位移 x＝0。
D．B 的相位始终超前 A 的相位π3
解析：振幅是标量，A、B 的振幅分别是 3 m、5 m，A 错；A、B 的圆频率 ω＝ 100 rad/s，周期 T＝2ωπ＝120π0 s＝6.28×10－2 s，B 错，C 对；Δφ＝φA0－φB0 ＝π2－π6＝π3为定值，A 的相位超前，B 的相位π3，D 错。 答案：C
( √)
2．物体 A 做简谐运动的振动位移 xA＝3sin100t＋π2m，物体 B 做简谐运动的振
动位移 xB＝5sin100t＋π6m。比较 A、B 的运动 A．振幅是矢量，A 的振幅是 6 m，B 的振幅是 10 m
()
B．周期是标量，A、B 周期相等，为 100 s
C．A 振动的圆频率 ωA 等于 B 振动的圆频率 ωB
新教材高中物理第二章机械振动2简谐运动的描述学案新人教版选择性必修第一册
简谐运动的描述目标体系构建明确目标·梳理脉络【学习目标】1．知道振幅、周期和频率的概念,知道全振动的含义。
2．了解初相位和相位差的概念以及相位的物理意义。
3．了解简谐运动表达式中各物理量的意义。
【思维脉络】简谐运动的描述—⎪⎪⎪⎪⎪⎪→描述简谐运动的物理量—⎪⎪⎪⎪→振幅A→表示振动强弱→周期T表示振动快慢→频率f→相位φ→表示振动状态→简谐运动的表达式→x＝A sinωt＋φ课前预习反馈教材梳理·落实新知知识点 1 描述简谐运动的物理量1．振幅(1)定义：振动物体离开平衡位置的__最大距离__,用A表示,国际单位：m。
(2)振动范围：振动物体运动范围为__振幅__的两倍。
2．全振动：类似于O→B→O→C→O的一个__完整__的振动过程。
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__时间__,用T表示,国际单位： s。
(2)频率：单位时间内完成全振动的__次数__,用f表示,单位： Hz。
(3)周期T 与频率f 的关系：T ＝__1f__。
(4)物理意义：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__,表示物体振动越快。
4．相位用来描述周期性运动在各个时刻所处的__不同状态__。
知识点 2 简谐运动的表达式简谐运动的函数表达式为x ＝__A sin(ωt ＋φ)__。
1．A ：表示简谐运动的__振幅__。
2．ω：是一个与频率成正比的量,叫作简谐运动的“圆频率”,表示简谐运动的快慢,ω＝__2πT__＝__2πf __。
3．ωt ＋φ：代表简谐运动的__相位__。
4．φ：表示t ＝0时的相位,叫作__初相__。
思考辨析『判一判』(1)周期、频率是表征物体做简谐运动振动快慢的物理量。
( √ ) (2)振幅就是指振子的位移。
( × ) (3)振幅就是指振子的路程。
( × )(4)振子从离开某位置到重新回到该位置的过程不一定是一次全振动过程。
人教版高中物理选修一第2章第2节简谐运动的描述教学设计
人教版高中物理选择性必修1第2章第2节简谐运动的描述教学设计课题简谐运动的描述单元 2 学科物理年级高二教材分析教材以弹黄振子为例，提出问题:如何描述简谐运动位移变化的周期性?引出数学上的正弦函数，再给出描述简谐运动的物理量(振幅、周期和频率、相位)及简谐运动在任意时刻位移的表达式。
最后通过“做做”和“科学漫步”栏目将相关知识和生活实际联系起来。
教材根据正弦函数的性质和特点，运用数学推导，得出圆频率与周期之间的关系，这种利用逻辑思维的方法，有利于学生建立和理解两者之间的关系。
相位这个概念是本节教学的难点，教材并没有对相位这个概念提出很高的教学要求，而是通过数学表达式、演示实验，让学生在观察、思考中对两个振动的相位进行感受和比较，这有利于化解难点。
学习目标物理观念：知道描述简谐运动的振幅、周期、相位等物理量的含义科学思维：经历测量小球振动周期的实验过程，能分析数据、发现特点、形成结论。
科学探究：经历观察实验，理解振幅、周期和频率的概念,培养分析数据、发现特点和形成结论的能力，能用这些概念描述、解释简谐运动。
科学态度与责任：体会数学和物理之间的联系，更好的运用数学工具解决物理问题。
重点理解全振动、周期、振幅、相位、相位差等物理量的概念。
难点会利用数学工具描述简谐运动。
教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课思考与讨论1：振动，作为运动的又一典型代表，与前面所学的运动模型相比有很大的不同，它又是用什么样的物理量来进行描述的呢？取向右偏离平衡位置的位移为正方向，则可得振动图像为：尝试画出弹簧振子的位移时间图像，思考有哪些物理量可以描述弹簧振子的运动。
通过复习上节课的简谐运动的位移时间图像，结合思考讨论的问题，引出新课内容，同时让学生积极参与课堂。
讲授新课观察：两个振子的运动位移有何不同？一、描述简谐运动的物理量1、振幅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，国际单位是m。
2）、振幅的大小，直接反映了振子振动能量(E=E K+E P)的高低。
高中物理选择性必修一：2-2简谐运动的描述
6
6
又由题意：t=0 时,速度沿 x轴负方向，即位移在减小，
所 当以t=1取s时，56代入上所述求表的达振式动得表x达＝式－为0：.04xm
0.08sin(t
5
6
)
即t=1s时振动物体的位移大小为0.04m，方向为x轴负向
作图时：纵轴右移5T/12，坐标原 点建立在5T/12处。
结束！
(1)同相：相位差为零。
(2)反相：相位差为 。
思考与讨论
1、一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成 了一次全振动?
相位每增加2π就意味着发生了一次全振动
2、甲和乙两个简谐运动的相差为 ，意味着什么?
2
意味着乙总是比甲滞后1/4个周期或1/4次全振动
小结：通过简谐运动图像能获得的信息
1、从图像中可直接读出在不同时刻的位移 值，从而知道位移X随时间变化的情况
AA//
OO
Bห้องสมุดไป่ตู้
B
AA
（1）从O→A→O→A/→O也是一次全振动
（2）从B→A→O→A/→O→B也是一次全振动
一次全振动过程，一定是沿同一方向第一次回到同 一位置的过程
想一想：
１．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？ 以相同的速度相继通过C点所经历的过程
２．弹簧振子完成一次全振动的路程与振幅之间存在怎 样的关系？
总位移为0，路程500cm
跟踪练习5：
一弹簧振子的位移随时间变化的图线如下图 所示，试写出相应的函数表达式。
s
s
x=10sin(2πt+π/2) (cm)
跟踪练习6：有一个弹簧振子，振幅为0.8cm，周期为 0.5s。初始时具有正方向的最大位移，则它的振动方程
人教版物理高中选择性必修1第二章第2节 简谐运动的描述PPT教学课件
A.1 s 1.6 s
B.1.2 s 1.6 s
C.2.4 s 4.8 s D.4.2 s 4.8 s
信息提取 【1】未指明开始计时时质点运动方向,开始时质点可能靠近M点,也可能远离 M点。 【2】质点的运动方向与第一次通过M点时相反。 【3】质点从第一次通过M点到第三次通过M点经历一次全振动。
第1讲 描述运动的基本概念
第1讲 描述运动的基本概念
信息提取 根据题意可提取的信息为:
第二章 机械振动
思路点拨 对比简谐运动的表达式x=A sin 2 t,得出物块的振幅A和周期T,并画出其振动
T
图像,对照图像和运动草图分析各选项。
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
解析 物块做简谐运动的振幅A=0.1 m,周期T= 2= 2 s=0.8 s(由【1】得到),B正确;0~0.6
(2)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,它表示简谐运动的
快慢,ω=
2 T
=2πf。
(3)ωt+φ代表简谐运动的相位。φ是t=0时的相位,叫作初相位。
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
2.相位差 (1)频率相同的两个简谐运动有确定的相位差,即Δφ=φ2-φ1; (2)若Δφ=0,表明两个振动物体的运动步调相同,即同相; (3)若Δφ=π,表明两个振动物体的运动步调相反,即反相; (4)若Δφ=φ2-φ1>0,则称2的相位比1的相位超前Δφ,或者说1的相位比2的相位落后Δφ; (5)若Δφ=φ2-φ1<0,则称2的相位比1的相位落后|Δφ|,或者说1的相位比2的相位超前|Δφ|。
第1讲 描述运动的基本概念
第二章 机械振动
知识辨析 1.振子从离开平衡位置到第一次回到平衡位置的过程是一次全振动吗?
2021年新教材高中物理第二章机械振动2简谐运动的描述课件新人教版选择性必修第一册ppt
(2)若t2-t1=nT+ T(n=0,1,2,…),则t1、t2两时刻,物体的x、v均
大小相等,方向相反.
(3)若t2-t1=nT+ T(n=0,1,2,…)或t2-t1=nT+ T(n=0,1,2,…),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;
大小又是多少?
答案:弹簧振子的振幅A等于OM的长度.
4A
0
4.有同学认为小球离开平衡位置的最大位移就是振幅A,
这种说法正确吗?为什么?
答案:不正确.位移是矢量,振幅是一个标量,是振动物体离
开平衡位置的最大距离,不能说最大位移就是振幅.但小
球离开平衡位置的最大位移的大小等于振幅.
过程建构
简谐运动中的位移、振幅和路程
项目
位移
振幅
路程
概念
由平衡位置指向振
动物体所在位置的
有向线段
振动物体离开平衡
位置的最大距离
振动物体移动的
路径的长度
符号
单位
标矢性
矢量
变化
关系
随时间做周期性变
化
数值
关系
数值上,振幅与振动物体的最大位移大小
相等
x
A
m、cm等
标量
在同一振动中是确
定的
s
标量
随时间不断增大
—
【典例1】弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简
谐运动,B、C相距20 cm,某时刻振动物体处于B点,经过0.5 s,
振动物体首次到达C点.求:
(1)振动物体的振幅;
2.2 简谐运动的描述 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
3.同相与反相
（1）同相：相位差为零，=2n (n=0,1,2,……)。
振动步调完全相同。
（2）反相：相位差为 ，=(2n+1) (n=0,1,2,……)。
振动步调完全相反。
学习任务三：相位
振幅
相位
x A sin(t )
2
角速度
2f
新教材 新高考
新人教版 选择性必修一
第二章
机械振动
第2节 简谐运动的描述
新课引入
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？
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：x＝Asin（ωt＋φ）
经过 5 次全振动后，小球正好回到 B 点，所以小球的位移为 0.1 m。
例题2
有两个简谐运动： x1 3a sin(8bt ) ， x2 9 a sin(8bt ) ， 它们的振幅之比是
4
2
多少？它们的频率各是多少？它们的相位差是多少？
解：振幅之比
A1 3a 1
A2 9 a 3
O
M
x
学习任务一：振幅
2.深入理解
振幅和位移的区别：
①振幅等于最大位移的数值。
②对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的。
③位移是矢量，振幅是标量。
学习任务二：周期和频率
2.全振动：
做简谐振动的振子，如果从A点开始运动，经过O点运动到Aˊ点再经过O点回到A点，这样
2020-2021学年物理新教材人教版选择性必修第一册课件：第2章 2 简谐运动的描述
[跟进训练] 1．弹簧振子以 O 点为平衡位置在 B、C 两点间做简谐运动，BC 相距 20 cm，某时刻振子处于 B 点，经过 0.5 s，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 (1)振幅与位移：振动中的位移是矢量，振幅是标量．在数值上， 振幅与振动物体的最大位移相等，在同一简谐运动中振幅是确定的， 而位移随时间做周期性的变化． (2)振幅与路程：振动中的路程是标量，是随时间不断增大的．其 中常用的定量关系是：一个周期内的路程为 4 倍振幅，半个周期内 的路程为 2 倍振幅．
f
(4)“2Tπt＋φ”或“2πft＋φ”表示简谐运动的 相位 ． (5)“φ”表示简谐运动的初相位，简称 初相 ． 说明： 1．相位 ωt＋φ 是随时间变化的一个变量． 2．相位每增加 2π 就意味着完成了一次全振动．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)振幅就是振子的最大位移．
二、简谐运动的表达式 1．表达式：简谐运动的表达式可以写成 x＝Asinωt＋φ或 x＝Asin2Tπt＋φ
2．表达式中各量的意义 (1)“A”表示简谐运动的“ 振幅”． (2)ω 是一个与频率成正比的物理量，叫简谐运动的 圆频率 . (3)“T”表示简谐运动的 周期，“f”表示简谐运动的频率，它们 之间的关系为 T＝ 1 .
定义
全振动 所需要的时间
所用时间 之比
单位 物理含义
__秒__(_s)__
_赫__兹__(_H__z)_
都是表示 振动快慢 的物理量
联系
f＝ 1 T
注意：不管以哪个位置作为研究起点，做简谐运动的物体完成 一次全振动的时间总是相同的．
3．相位：在物理学中，周期性运动在各个时刻所处的不同状态 用不同的 相位 来描述．