最新专题一简谐运动
大学物理简谐运动
电磁振荡的简谐运动
总结词
电磁振荡的简谐运动是指电磁场中的电荷或电流在电 场和磁场的作用下做周期性振动。这种振动可以产生 无线电波，是通信技术中的重要应用之一。
详细描述
电磁振荡的简谐运动是指电磁场中的电荷或电流在电场 和磁场的作用下做周期性振动。这种振动可以产生无线 电波，是通信技术中的重要应用之一。电磁振荡的频率 范围很广，从低频的无线电波到高频的X射线，都可以 通过电磁振荡产生。在通信技术中，电磁振荡被广泛应 用于信号传输、广播、电视等领域。电磁振荡的振荡频 率、幅度和相位都可以通过电路元件进行调节和控制， 从而实现信息的传输和接收。
实验器材与步骤
步骤 1. 安装摆球和支架，确保摆球可以自由摆动。
2. 将光电门传感器放置在摆球的平衡位置附近，并与数据采集器连接。
实验器材与步骤
3. 启动数据采集器， 记录摆球摆动的位置 和时间数据。
5. 将实验结果与理论 值进行比较，验证简 谐运动的规律。
4. 分析数据，计算摆 球的速度和加速度。
简谐运动的特点
位移与时间的关系是正弦 或余弦函数。
速度和加速度随时间按正 弦或余弦规律变化。
回复力与位移大小成正比， 方向相反。
简谐运动的能量是守恒的。
简谐运动的分类
01
根据位移和时间的关系，简谐运动可分为正弦简谐 运动和余弦简谐运动。
02
根据振幅和频率是否变化，简谐运动可分为自由简 谐运动和受迫简谐运动。
对未来科技发展的影响与启示
简谐运动的研究不仅对于当前科技发 展具有重要意义，也为未来科技发展 提供了启示和方向。
通过深入探索简谐运动背后的物理规 律和原理，可以启发新的科技思想和 实验方法，推动物理学和其他学科的 交叉融合和创新发展。
《简谐运动》 知识清单
《简谐运动》知识清单一、什么是简谐运动简谐运动是一种理想化的机械运动模型。
它的定义是：如果一个物体所受到的力跟它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且力的方向总是指向平衡位置，那么这个物体的运动就叫做简谐运动。
比如常见的弹簧振子，就是一种典型的简谐运动。
当弹簧一端固定，另一端连接一个物体，将物体拉离平衡位置后释放，它就会在平衡位置附近做往复运动，这种运动就是简谐运动。
二、简谐运动的特点1、受力特点物体所受的回复力F 与位移x 大小成正比，方向相反，即F ＝kx，其中 k 是比例系数，叫做回复力系数。
回复力是使物体回到平衡位置的力。
在弹簧振子中，回复力就是弹簧的弹力；在单摆中，回复力是重力沿圆弧切线方向的分力。
2、运动特点简谐运动是一种周期性运动，具有重复性和对称性。
（1）重复性：物体在相同的时间间隔内，重复相同的运动状态。
（2）对称性：关于平衡位置对称的两点，速度大小相等、方向相反；加速度大小相等、方向相反；位移大小相等、方向相反。
3、能量特点在简谐运动中，系统的机械能守恒。
当物体远离平衡位置时，动能减小，势能增大；当物体靠近平衡位置时，动能增大，势能减小。
但总的机械能保持不变。
三、简谐运动的表达式简谐运动的位移时间关系可以用正弦函数或余弦函数来表示：x ＝A sin(ωt ＋φ) 或 x ＝A cos(ωt ＋φ)其中，A 表示振幅，是物体离开平衡位置的最大距离；ω 是角频率，ω ＝2π/T，T 是周期；φ 是初相位，决定了运动的初始状态。
四、简谐运动的周期和频率1、周期完成一次全振动所需要的时间叫做周期，用 T 表示。
周期的大小由振动系统本身的性质决定，与振幅无关。
对于弹簧振子，T ＝2π√（m/k)，其中 m 是振子的质量，k 是弹簧的劲度系数。
对于单摆，T ＝2π√（L/g)，其中 L 是摆长，g 是重力加速度。
2、频率单位时间内完成全振动的次数叫做频率，用 f 表示。
频率与周期互为倒数，即 f ＝ 1/T。
高考物理专题复习：简谐运动
高考物理专题复习：简谐运动一、单选题1．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（）A．t=0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处B．t=0.6 s和t=1.4 s时，振子的速度完全相同C．t=0.8 s时，振子的速度方向向左D．t=0.4 s到t=0.8 s的时间内，振子的位移和速度都逐渐减小2．振动物体偏离平衡位置后，所受到的使它回到平衡位置的力，叫回复力，关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是（）A．可以是恒力B．可以是方向不变而大小变化的力C．可以是大小不变而方向变化的力D．一定是变力3．一个质点做简谐运动，它的振动图像如图中的曲线部分所示，则（）A．有向线段OA是质点在t1时刻的位移B．有向线段OA在t轴上的投影是质点在t1时刻的位移C．有向线段OA在x轴上的投影是质点在t1时刻的位移D．有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率4．下列有关简谐运动的说法中正确的是（）A．振子振动过程中位移不变B．经过一个周期振子完成一次全振动C．一分钟内完成全振动的次数，叫简谐运动的频率D．从某位置出发，到下次经过该位置就完成一次全振动5．如图所示，表示一物体做简谐运动的位移与时间关系图像，关于物体的速度、位移、加速度和能量等，下列说法正确的是（）A．0.2至0.3秒时间内，位移增大速度减小B．0.2至0.3秒时间内，速度减小加速度减小C．0.3至0.4秒时间内，位移与速度方向相同D．0.3至0.4秒时间内，势能增加动能减少6．如图是一物体振动的位移-时间图像，下列说法正确的是（）A．振幅是6cmB．周期是0.2sC．频率是0.4HzD．初相是π rad7．关于简谐运动，下列说法正确的是（）A．物体在一个位置附近的往复运动称为简谐运动B．由于做简谐运动的物体受回复力作用，所以简谐运动一定是受迫振动C．如果物体的位移与时间关系图像是一条余弦曲线，则物体做的是简谐运动D．如果物体的位移与时间关系图像是一条正弦曲线，则物体做的可能不是简谐运动8．一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变化的图象如图所示．a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置，且b、d关于平衡位置对称，则下列说法正确的是（）A ．质点做简谐运动的方程为sin2x A t π=B ．质点在位置b 与位置d 时相对平衡位置的位移大小相等，方向相同C ．质点在位置b 与位置d 时速度大小相等，方向相同D ．质点从位置a 运动到b 和从位置b 运动到c 的过程中平均速度相同 二、多选题9．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x =A sin 4πt ，则该质点（ ） A ．第1s 末与第2s 末的位移相同 B ．第1s 末与第3s 末的速度方向相反 C ．3s 末至5s 末的位移方向都相反 D ．3s 末至5s 末的速度方向都相同 E.3s 末至5s 末的速度方向都相反10．如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。
高考物理专题复习：简谐运动
高考物理专题复习：简谐运动一、单选题1．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（）A．t=0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处B．t=0.6 s和t=1.4 s时，振子的速度完全相同C．t=0.8 s时，振子的速度方向向左D．t=0.4 s到t=0.8 s的时间内，振子的位移和速度都逐渐减小2．图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图像，由图可知，在t=4 s时刻，质点的（）A．速度为零，位移为正的最大值B．速度为零，位移为负的最大值C．加速度为正的最大值，位移为零D．加速度为负的最大值，位移为零3．一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法不正确的是（）A．在10 s内质点经过的路程是20 cmB．在5 s末，质点的速度为零C．t=1.5 s和t=2.5 s两个时刻质点的位移和速度方向都相反D ．t =1.5 s 和t =4.5 s cm4．某弹簧振子沿x 轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（ ）A ．1s t =时，振子的速度为零B ．2s t =时，振子的速度为负，但不是最大值C ．3s t =时，振子的速度为负的最大值D ．4s t =时，振子的速度为正，但不是最大值 5．如图所示，弹簧振子在M 、N 之间做简谐运动。
以平衡位置O 为原点，建立Ox 轴，向右为x 轴正方向。
若振子位于N 点时开始计时，则其振动图像为（ ）A ．B ．C ．D ．6．一做简谐运动的弹簧振子，其质量为m ，最大速率为v 0。
若从某时刻算起，在半个周期内，合外力（ ） A ．做功一定为0 B ．做功一定不为0C ．做功一定是12mv 02D ．做功可能是0到12mv 02之间的某一个值7．如图所示，物体A 置于物体B 上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B 相连，在弹性限度范围内，A 和B 一起在光滑水平面上做往复运动（不计空气阻力），两者保持相对静止。
大学物理简谐运动课件
05
简谐运动的应用领域
物理学领域的应用
振动与波动实验
01
简谐运动是振动的基本形式之一，在物理学实验中常被用来研
究振动和波动现象，如共振、干涉和衍射等。
弦的振动
02
弦的振动是一种常见的简谐运动，在研究弦乐器的发声机制、
弦振动方程等方面有重要应用。
电磁波的发射与接收
03
在无线电通信和雷达技术中，信号的发射和接收都涉及到电磁
详细描述
简谐运动的位移公式为x=A*sin(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角频率，t为时间，φ为初相角。该公式用于描述简 谐运动物体在任意时刻的位置变化。
简谐运动的速率公式
总结词
描述简谐运动物体速度大小的公式
详细描述
简谐运动的速率公式为v=A*ω*cos(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角频率，t为时间，φ为初相角。该公 式用于描述简谐运动物体在任意时刻的速度大小。
简谐运动的加速度公式
总结词
描述简谐运动物体加速度大小的公式
详细描述
简谐运动的加速度公式为a=A*ω^2*sin(ωt+φ)，其中A为振幅， ω为角频率，t为时间，φ为初相角。 该公式用于描述简谐运动物体在任意 时刻的加速度大小。
简谐运动的能量定理
总结词
描述简谐运动物体能量变化的定理
详细描述
简谐运动的能量定理指出，一个做简谐运动的物体，其振动能量E与振幅A的平方成正 比，即E=1/2*k*A^2，其中k为弹簧的劲度系数。该定理用于描述简谐运动物体能量的
受迫振动与共振
受迫振动的定义
受迫振动是指振动物体受到周期性外力作用下的振动，其振动频率与外力频率相同或相近 。
共振的原理
简谐运动的描述ppt课件
简谐运动的描述
目录
CONTENTS
1
简谐运动的表达式
2
描述简谐运动的物理量
3
简谐运动的周期性和对称性
4
简谐运动振幅与路程的关系
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？
知识回顾：
简谐运动的位移图像是一条正弦曲线。
全振动的特点：①位移和速度都会到初状态 ②路程等于4A
②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.
③ 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＝
知道即可：弹簧振子的周期由哪些因素决定?
周期公式： T 2
m
k
弹簧振子周期（固有周期）和频率由振动系统本身的因素决定（振子的质量m和弹
②若△ = 2 − 1＜0，振动2的相位比1落后△ 。
4.同相与反相：
（1）同相：相位差为零
△ = 2( = 0，1，2， … )
（2）反相：相位差为
△ = (2 + 1)( = 0，1，2， … )
A与B同相
A与C反相
A与D异相
相位差90°
＝（ ＋ ）
一、简谐运动的表达式
相位
x A sin(t )
振幅
圆频率
初相位
二、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。
振幅
O
振幅
（2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。
简谐运动的描述课件
详细描述
能量图是用来描述简谐运动时振子的能量随时间变化的 图像。这个图像通常以时间为横坐标，以振子的能量为 纵坐标。在能量图中，我们可以看到振子的能量是如何 随时间变化的，以及在运动过程中能量的转换和损耗。
05
简谐运动的实例分析
单摆的简谐运动
定义
单摆是一种理想的物理模型，由一根固定在一端的轻杆或 细线，另一端悬挂质量块组成。
《简谐运动的描述课件》
2023-10-30
目录
• 简谐运动概述 • 简谐运动的基本概念 • 简谐运动的公式与计算 • 简谐运动的图像描述 • 简谐运动的实例分析 • 简谐运动的总结与展望
01
简谐运动概述
简谐运动的定义
简谐运动的定义
简谐运动是指物体在一定范围内周期性地来回运动，其运动轨迹呈现为正弦 或余弦函数的形状。这种运动是自然界中最简单、最基本的周期性运动之一 。
高阶效应
对于一些高阶的振动系统，除了振幅和频率的变化外，还需要考虑高阶效应的影响。高阶 效应会导致系统的响应呈现出更为复杂的特性。
未来对简谐运动的研究方向与价值
研究方向
未来对简谐运动的研究方向主要包括：研究更为复杂 的振动系统，例如多自由度振动系统和耦合振动系统 ；研究更为精细的振动模型，例如包含更多影响因素 和非线性效应的模型；研究更为高效的求解方法，例 如能够处理大规模数据和复杂情况的数值方法。
加速度与速度
加速度
在简谐运动中，振子的速度会不断变化，因此加速度也会不断变化。加速度是描述速度变化快慢的物 理量。
速度
在简谐运动中，振子的位置不断变化，因此速度也会不断变化。速度是描述物体运动快慢的物理量。
位移与回复力
位移
在简谐运动中，振子的位置会不断变化， 这种变化称为位移。位移是描述物体位置 变化的物理量。
【高中物理】高考必考简谐运动知识点总结,考前必过一遍
【高中物理】高考必考简谐运动知识点总结，考前必过一遍！一、简谐运动1、机械振动（1）平衡位置：物体振动时的中心位置，振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置，或沿振动方向所受合力等于零时所处的位置叫平衡位置。
（2）机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。
（3）振动特点：振动是一种往复运动，具有周期性和重复性。
2、简谐运动（1）弹簧振子一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子。
简谐运动加速度的大小和方向都在变化，是一种变加速运动。
简谐运动的运动学特征也可用来判断物体是否为简谐运动。
二、简谐运动的描述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。
（2）单位：在国际单位制中，振幅的单位是米（m）。
（3）物理意义：表示振动强弱的物理量，振幅越大，表示振动越强。
2、周期（1）全振动：振动物体往返一次（以后完全重复原来的运动）的运动叫做一次全振动.例如水平方向运动的弹簧振子的运动：O→A→O→A’→O或A→O→A’→O→A为一次全振动。
（如上图所示，其中O为平衡位置，A、A’为最大位移处）（2）定义：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T表示。
（3）单位：在国际单位制中，周期的单位是秒（s）。
（4）物理意义：表示振动的快慢，周期越长表示物体振动越慢，周期越短表示物体振动得越快。
3、频率（1）定义：单位时间内完成的全振动的次数，叫做振动的频率，用f表示。
（2）单位：在国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hz）。
（3）物理意义：频率是表示物体振动快慢的物理量，频率越大表示振动得越快，频率越小表示振动得越慢。
（4）周期与频率的关系：三、相位1、相位相位是表示物体振动步调的物理量，用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。
2、用三角函数式表示简谐运动（1）简谐运动的振动方程x＝Asin（ωt＋）A代表振动的振幅，ω叫做圆频率，ω＝2πf，（ωt＋）表示简谐运动的相位，叫做初相位，简称初相。
简谐运动 机械振动课件
2 受迫振动
受到外力的周期性或非周期性的干扰振动。
3 阻尼振动
介质内部有无规则的摩擦力作用下的振动。
简谐振动的特点
1 周期性
振动过程在相同的时间间 隔内重复发生。
2 单频率
振动具有唯一的频率。
3 叠加原理
多个简谐振动可以叠加成 一个复合振动。
简谐振动的例子
摆锤
摆锤的运动是一个典型的简谐振动。
弹簧质点振动
弹簧与质点的振动也是简谐振动的一个例子。
简谐振动的公式推导
位移表达式
如x = A * cos(ωt + φ)。
速度表达式
如v = -A * ω * sin(ωt + φ)。
加速度表达式
如a = -A * ω^2 * cos(ωt + φ)。
简谐振动与波动的联系
简谐运动 械振动ppt课 件
这个课件将介绍简谐运动的定义、机械振动的分类、简谐振动的特点、简谐 振动的例子、简谐振动的公式推导、简谐振动与波动的联系以及简谐运动在 实际中的应用。
简谐运动的定义
简谐运动是指物体在作往复振动时，其加速度与位移成正比，方向相反，并且恒定不变。
机械振动的分类
1 自由振动
简谐振动是波动的一种特殊情况，波动是相邻质点进行的周期性的振动。
简谐运动在实际中的应用
1
钟摆
钟摆的运动采用了简谐振动的原理。
2
弹簧秤
弹簧秤利用了弹簧与质点的简谐振动关系来测量物体的质量。
3
乐器演奏
乐器演奏中的音调是通过调整弦或气柱的简谐振动频率来产生的。
最新简谐运动课件-(共28张PPT)课件ppt
矢量 ③ “－”表示回复力与位移的方向相反．
5.简谐运动的特点：
1、简谐振动是最简单、最基本的运动，简谐振动是理想化的振动。 2、回复力与位移成正比而方向相反，总是指向平衡位置。 3、简谐运动是一种理想化的运动，振动过程中无阻力，所以振动
回复力：使振动物体返回平衡位置的力。
特点：①方向：总指向平衡位置 ②回复力是按效果命名的力，回复力可以是物体受到的一个
力,也可以是物体所受某一个力的分力,还可以是物体受到的合外力 平衡位置:平衡位置是指回复力为零的位置，但并不一定是合外力 为零的位置（单摆）
3.知识回顾：胡克定律
在弹簧发生弹性形变时，弹簧振子的回复力F 与振子偏离平衡位置的位移x大小成正比，且方
A.小球由O向C运动的过程中，加速度越来越大，速 度越来越大
B.小球由C到O运动的过程中，加速度越来越小，速 度越来越大
C.小球由O到B运动的过程中，要克服弹力做功 D.小球由D点运动到C再返回D，所用的时间是1/4周 期
6、一个弹簧振子的振动周期是0.25s，当振子从平衡位
置开始向右运动，经过1.7s时，振子的运动情况是（B ）
频率是表示振动快慢的物理量，频率越大表示 振动越快，频率越小表示振动越慢。
思考题：
1、振幅就是最大位移吗？
振幅是一个标量，指物体偏离平衡位置的最大距离。它没 有负值，也无方向，所以振幅不同于最大位移。
2、频率越大，振幅就越大吗？
在简谐运动中，振幅跟频率或周期无关。在一个稳定的振 动中，物体的振幅是不变的。
复习：
x
x
（1）位移：振动中的位移x都是以平衡位置为起点的，因此，方向 就是从平衡位置指向末位置的方向，大小就是这两位置间的距离， 两个“端点”位移最大，在平衡位置位移为零。
简谐运动知识点总结
稿子一：嗨呀，亲爱的小伙伴们！今天咱们来聊聊简谐运动这个有趣的话题。
啥是简谐运动呢？简单说，就是一个物体在一个平衡位置附近，来回往复地运动，就像个调皮的小孩子在荡秋千一样。
比如说弹簧振子，那就是个典型的简谐运动例子。
想象一下，一个弹簧连着一个小球，把小球拉到一边，松手后它就欢快地来回跑啦。
简谐运动有几个重要的特点哦。
它的位移和时间的关系是正弦或者余弦函数，是不是有点神奇？然后呢，它的加速度和位移成正比，但是方向相反。
这就意味着，物体离平衡位置越远，加速度就越大，就像有人在后面使劲儿拉它回去。
还有哦，简谐运动的周期和频率也很重要。
周期就是完成一次完整运动所需要的时间，频率则是单位时间内完成的运动次数。
它们之间有个简单的关系，就像一对好朋友，相互关联着。
在计算简谐运动的能量时，要记得动能和势能会相互转化，但总能量是不变的哟。
怎么样，小伙伴们，简谐运动是不是还挺好玩的？多去观察生活中的例子，你会发现它无处不在！稿子二：嘿，朋友们！今天咱们一起来瞅瞅简谐运动的那些事儿。
你知道吗？简谐运动其实在咱们生活里到处都是呢！比如钟摆的摆动，那就是简谐运动的一种表现。
简谐运动啊，它的运动轨迹是有规律的，不是随便乱晃。
物体受到的力和它离开平衡位置的位移之间有着特别的关系，这个力会让物体总想回到平衡位置。
咱们再说说简谐运动的表达式，看着那些复杂的式子别害怕，其实就是在描述物体的位置随时间的变化。
还有那个振幅，可重要啦！它表示物体振动的最大距离，就像你跑步能跑多远一样。
简谐运动的速度也是有特点的哦，它会随着位置的变化而变化。
有时快有时慢，就像坐过山车一样刺激。
另外，简谐运动的相位也是个有趣的概念，它能告诉我们物体在运动中的位置和状态。
简谐运动虽然有点小复杂，但是只要咱们用心去理解，就会发现它真的很有趣，就像一个神秘的小魔法等着我们去破解！。
2024高考物理一轮复习-- 机械振动专题(一)--简谐运动的规律和图像
简谐运动的规律和图像一、简谐运动的基本规律1.简谐运动的特征2.注意：（1）弹簧振子（或单摆）在一个周期内的路程一定是4A，半个周期内路程一定是2A，四分之一周期内的路程不一定是A。
（2）弹簧振子周期和频率由振动系统本身的因素决定（振子的质量m和弹簧的劲度系数k ），与振幅无关。
二、简谐运动的图像1．简谐运动的数学表达式：x＝A sin(ωt＋φ)2．根据简谐运动图象可获取的信息(1)振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示)．(2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移．(3)某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定．(4)某时刻质点的回复力、加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度的方向相同，在图象上总是指向t轴．(5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况．3．简谐运动图象问题的两种分析方法法一图象－运动结合法解此类题时，首先要理解x －t 图象的意义，其次要把x －t 图象与质点的实际振动过程联系起来．图象上的一个点表示振动中的一个状态(位置、振动方向等)，图象上的一段曲线对应振动的一个过程，关键是判断好平衡位置、最大位移及振动方向．法二 直观结论法简谐运动的图象表示振动质点的位移随时间变化的规律，即位移－时间的函数关系图象，不是物体的运动轨迹．三、针对练习1、一个小物块拴在一个轻弹簧上，并将弹簧和小物块竖直悬挂处于静止状态，以此时小物块所处位置为坐标原点O ，以竖直向下为正方向建立Ox 轴，如图所示。
先将小物块竖直向上托起使弹簧处于原长，然后将小物块由静止释放并开始计时，经过s 10π，小物块向下运动20cm 第一次到达最低点，已知小物块在竖直方向做简谐运动，重力加速度210m /s g =，忽略小物块受到的阻力，下列说法正确的是（ ）A ．小物块的振动方程为0.1sin 102x t π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭（m ） B ．小物块的最大加速度为2gC 2m /sD ．小物块在0～1330s π的时间内所经过的路程为85cm2、（多选）某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x 随时间变化的关系式为x ＝A sin ωt ，如图所示，则( )A ．弹簧在第1 s 末与第5 s 末的长度相同B ．简谐运动的频率为18Hz C ．第3 s 末，弹簧振子的位移大小为22A D ．第3 s 末至第5 s 末，弹簧振子的速度方向不变3、（多选）如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C 、D 两点之间做简谐运动，O 点为平衡位置。
简谐运动课件ppt
单摆的简谐运动
总结词
单摆的简谐运动是指一个质点在重力作用下做周期性振 动。
详细描述
单摆的简谐运动是指一个质点在重力作用下绕固定点做 周期性振动。当质点从平衡位置出发，受到重力的作用 向下加速运动，到达最低点时速度达到最大值，然后受 到回复力的作用开始向上减速运动，到达最高点时速度 为零。在摆动过程中，回复力与质点的位移成正比，当 质点回到平衡位置时，回复力为零，质点的速度达到最 大值。
结果
通过实验，可以观察到弹簧振子 的振动轨迹呈正弦波形，并记录
下振幅、周期等数据。
分析
根据记录的数据，可以计算出弹 簧振子的振动频率和相位差，进
一步分析简谐运动的特性。
讨论
简谐运动在现实生活中有着广泛 的应用，如钟摆、乐器振动等。 通过实验，可以深入理解简谐运 动的原理，为后续的学习和实际
应用打下基础。
简谐运动的平衡位置是指 物体受到的回复力为零的 位置，通常也是振动的中 心点。
回复力
回复力是指使物体返回平 衡位置并指向平衡位置的 力，它是使物体做简谐运 动的力。
简谐运动的特点
往复性
简谐运动是一种往复运动 ，物体在运动过程中会不 断重复往返于平衡位置和 最大位移处。
周期性
简谐运动是一种周期性运 动，其运动周期是固定的 ，与振幅和角频率有关。
实验器材与步骤
器材：弹簧振子、示波器、数据采集器、电脑 等。
011. 准备实验器材，源自弹簧振子连接到数据 采集器上。03
02
步骤
04
2. 启动实验，观察弹簧振子的振动情况， 记录振幅、周期等数据。
3. 使用示波器观察振动的波形，了解相位 的概念。
05
06
4. 分析实验数据，得出结论。
简谐运动知识点新高考
简谐运动知识点新高考简谐运动是物理学中的一个重要概念，也是新高考物理内容中的一个重点。
它描述了一个物体在固定物理条件下的周期性振动，如摆动、弹簧振动等。
通过对简谐运动的了解，我们不仅可以理解一些日常生活现象，还可以应用于工程技术和科学研究中。
在物理学中，简谐运动的特点是物体的回复力与物体的位移成正比，且方向相反。
这个回复力可以是重力、弹簧所产生的力等。
简谐运动的周期T定义为物体从某一点开始，经过一次完整往复运动所经历的时间。
频率f则定义为单位时间内完成的运动次数。
两者之间关系为T=1/f。
在日常生活中，我们可以观察到许多简谐运动的现象。
比如挂钟摆动，它的周期是固定的。
摆钟由摆线和铅球组成，铅球到达最高或最低点时，回复力最大。
因而铅球在最高/最低点处的速度最小，在中间位置时速度最大。
这个运动是简谐运动的一个典型例子。
弹簧振动也是简谐运动的一个重要应用。
当一弹簧拉伸或压缩以后，它会产生一个与伸长量成正比的回复力。
当物体与弹簧连接并释放时，物体往复运动，形成弹簧振动。
这个振动的周期与弹簧的刚度和质量有关。
简谐运动还可以应用于工程技术和科学研究中。
例如在桥梁设计中，需要考虑桥梁的自振频率。
自振频率是指桥梁在受到外力作用下，自身发生简谐振动的频率。
设计时需要选择适当的桥梁结构和材料，以避免共振现象的发生。
除了桥梁，简谐运动还可以应用于音乐乐器制作。
乐器中的弦、膜以及气柱都可以通过简谐运动描述。
不同音调的产生，就是通过改变乐器的共振频率来实现的。
这些应用都依赖于对简谐运动的掌握。
在学习简谐运动时，我们还会学到一些与之相关的数学工具。
例如，正弦曲线就是描述简谐运动的常用函数形式之一。
我们可以通过正弦曲线来分析简谐运动的特点，如最大振幅、最大速度、最大加速度等。
同时，通过对正弦曲线的积分求解，我们还可以得到简谐运动的位移和速度函数。
简谐运动对于我们理解物理世界中的许多现象和技术应用至关重要。
掌握简谐运动的知识，不仅有助于我们在物理学考试中取得好成绩，更能让我们在实际生活和科学研究中获得更多的启示和应用。
物理高考知识点简谐运动
物理高考知识点简谐运动简谐运动是物理学中的重要概念，也是高考物理中的重点内容。
它是指质点在一个固定轴线上振动，且振动的加速度与质点的位移成正比，方向相反。
简谐运动是一种理想化的运动形式，在自然界和人类的日常生活中都有广泛应用。
简谐运动的特征之一是周期性。
周期是指质点完成一次完整振动所用的时间，记作T。
周期与振动频率f之间有一个简单的关系：f = 1/T。
频率是指在单位时间内振动的次数，单位为赫兹（Hz）。
在简谐运动中，质点的平均位置称为平衡位置，位于平衡位置附近的质点将做振幅有限的周期性运动。
振幅是指质点的位移距离，是质点与平衡位置之间的距离。
振幅越大，质点的位移越大，振动幅度越大。
简谐运动中，质点的加速度与位移成正比，方向相反。
这个比例关系可以用以下公式表示：a = -ω²x，其中a表示加速度，x表示位移，ω表示角频率。
角频率是指质点在单位时间内绕轴线转动的圈数，单位为弧度每秒（rad/s）。
根据这个公式，我们可以得出两个结论：一是质点的加速度与角频率的平方成正比；二是质点的加速度与位移成反比。
简谐运动的力学表达式为F = -kx，其中F表示作用在质点上的恢复力，k表示弹簧的劲度系数。
劲度系数是弹簧用于表征弹性恢复力大小的物理量，它的大小取决于弹簧的材料和结构。
根据这个公式，我们可以得出一个重要结论：质点在简谐运动中所受的力是恢复力，且恢复力与质点的位移成正比，方向相反。
恢复力的作用使质点不断回到平衡位置附近，实现周期性振动。
在实际应用中，简谐运动的例子非常丰富。
例如，摆钟的摆动、弹簧秤的伸缩、音叉的振动等都属于简谐运动。
在光学领域，光的波动也可以用简谐运动进行描述，例如光的振幅、频率和波长等都与简谐运动有密切关系。
对于理解简谐运动，我们还需要了解振动的能量。
在简谐运动中，质点的总能量等于势能和动能之和。
势能是由于物体的位置而产生的能量，而动能是由于物体的运动而产生的能量。
在简谐运动中，当质点达到最大位移时，动能为零，势能达到最大值；当质点通过平衡位置时，动能最大，势能为零。
简谐运动 课件
(2)振动位移是矢量，若规定振动质点在平衡位置右侧时 位移为正，则它在平衡位置左侧时位移就为负．
(3)位移的表示方法(如图)：以平衡位置为坐标原点，以振 动所在的直线为坐标轴，规定正方向，用振动图象中该时刻振 子所在的位置坐标来表示．在t1时刻振子的位移为x1，t2时刻振 子的位移为x2，t4时刻为－x4.
(4)区别机械运动中的位移：机械运动中的位移是从初位 置到末位置的有向线段；在简谐运动中，振动质点在任意时刻 的位移总是相对于平衡位置而言的，都是从平衡位置开始指向 振子所在位置．
二、理解简谐运动的图象 1．形状：正(余)弦曲线 2．物理意义：表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置 的位移，是位移随时间的变化规律．
如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它 的振动图象(x－t图象)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐 运动，简谐运动是最简单、最基本的振动．弹簧振子的运动就 是简谐运动．
2．简谐运动的图象 简谐运动的图象是一条正弦曲线，表示做简谐运动的质点 位移随时间变化的规律.
知识图解
一、正确认识弹簧振子及振动位移 1．弹簧振子：一种理想化模型，表现在： (1)构造上是用一根不计质量的弹簧一端固定，另一端连 接一个质点． (2)运动时质点不受任何摩擦和介质阻力． 2．对机械振动位移的理解 (1)振动位移是从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有 向线段，方向为平衡位置指向振子所在位置，大小为平衡位置 到该位置的距离．
3．获取信息 (1)任意时刻质点的位移的大小和方向．如图①所示，质 点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2.
(2)任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图 ②中a点，下一时刻离平衡位置更远，故质点此刻向上振动．
(3)任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比 较：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置，若 远离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大，若靠 近平衡位置，则速度越来越大，加速度、位移越来越小．如图② 中b点，此刻质点从正位移向着平衡位置运动，则速度为负且增 大，位移、加速度正在减小．c点对应时刻，质点从负位移远离平 衡位置运动，则速度为负且减小，位移、加速度正在增大.
高中物理《简谐运动》微课精讲+知识点+教案课件+习题
知识点：一、简谐运动定义1．机械振动物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动。
机械振动的条件是：（1）物体受到回复力的作用；（2）阻力足够小。
2．回复力使振动物体返回平衡位置的力叫回复力。
回复力时刻指向平衡位置。
回复力是以效果命名的力，它是振动物体在振动方向上的合外力，可能是几个力的合力，也可能是某个力或某个力的分力，可能是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。
3．简谐运动物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫简谐运动。
表达式为：F＝－kx。
4．描述简谐运动的物理量（1）位移x：由平衡位置指向振子所在处的有向线段，最大值等于振幅；（2）振幅A：是描述振动强弱的物理量。
（一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的，而位移是时刻在改变的）（3）周期T：是描述振动快慢的物理量。
频率f=1/T二、理解简谐运动重难点1．平衡位置的理解平衡位置是做机械振动物体最终停止振动后振子所在的位置，也是振动过程中回复力为零的位置。
（1）平衡位置是回复力为零的位置；（2）平衡位置不一定是合力为零的位置；（3）不同振动系统平衡位置不同：竖直方向的弹簧振子，平衡位置是其弹力等于重力的位置；水平匀强电场和重力场共同作用的单摆，平衡位置在电场力与重力的合力方向上。
2．回复力的理解（1）回复力是指振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力，但不一定是物体受到的合外力。
（2）性质上，回复力可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。
（3）回复力的方向总是“指向平衡位置”。
（4）回复力的作用是使振动物体回到平衡位置。
3．简谐运动（1）简谐运动的判定在简谐运动中，回复力的特点是大小和位移成正比，方向与位移的方向相反，即满足公式F=-kx。
所示对简谐运动的判定，首先要正确分析出回复力的来源，再根据简谐运动中回复力的特点进行判定。
（2）简谐运动的特点周期性：简谐运动的物体经过一个周期或n个周期后，能回复到原来的运动状态，因此处理实际问题时，要注意多解的可能性或需定出结果的通式。
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【例1】沿x轴负方向传播的简谐波在t=0时刻的波形如下图（1）所示，已知 波速v=5m/s，试画出平衡位置在x=10cm的质点A 的振动图象.
【思路剖析】 弄清振动图象和波动图象的物理意义的区别.
解析:由波的传播方向确定x=10cm的质点A振动方向，然后画出A的振动 图象. 由于波沿x轴负方向传播，所以t=0时刻A点向下振动，由图可知λ=10cm.
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（一）知识与技能 本专题考查机械波的形成，波长、波速、频率，波的干涉和波的衍射等
知识点.考查理解能力、综合分析能力和逻辑推理能力等. （二）过程与方法 1.理解机械波的产生条件、形成的过程以及反映机械波的几个物理量（波长、 频率、波速）之间的关系，理解横波图象的物理意义，能借助图象分析解决
【思维拓展】从波的图象上可获取的物理信息是：(1)波长和振幅.(2)已知波 的传播方向可求各个质点的振动方向.(若已知某一质点的振动方向也可确定 波的传播方向.可以提出问题，启发学生思考.(3)经过一段时间后的波形图.(4) 质点在一段时间内通过的路程和位移.
【例3】关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是 （ A.两列频率不相同的波相遇时，
A
B
C
D
解析:筛子的固有频率为∫固=4/3Hz=133Hz,而当时的驱动力频率为∫驱 =88/60Hz=147Hz,即∫固<∫驱.为了达到振幅增大,应该减小这两个频率 差,所以应该增大固有频率或减小驱动力频率.本题应选AD.
【答案】A D 【思维拓展】要利用共振,应尽量使驱动力的频率等于或接近物体的固有频 率.在需要防止共振时,应使驱动力的频率与物体的固有频率不同,而且相差越 大越好.
B.两列频率相同的波相遇时，
C.两列频率相同的波相遇时，
D.两列频率相同的波相遇时， 振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点位移大
【思路剖析】 理解波的干涉和叠加及波的独立传播原理.
解析:根据波的叠加和干涉的概念可知，只要两列波相遇就会叠加，但如果 两列波的频率不同，在叠加区域就没有稳定的干涉图样，则A错；发生干 涉时振动加强点还有波谷和波谷相遇的点，则B错；因为某质点振动加强仅 是振幅加大，但只要仍在振动就一定有位移为零的时刻，所以C正确，D错.
. 2.理解波的叠加、波的干涉和衍射现象，并能对有关现象进行分析与解释， 了解声波、超声波、多普勒效应. 3.在理解机械波形成过程及其特点时，要根据与平衡位置间的距离比较两质 点间的振动情况.理解横波和纵波的区别、振动图象和波的图象的联系与区 别，能根据波的图象形状、波的传播方向、波速等画出下一时刻波的图象.
专题一简谐运动
【答案】A B C
【思维拓展】对于理想化的理解,关键是要知道单摆的摆线有质量,但质量不 计是因为其数值较小,在摆球运动过程中摆线的质量不会影响研究问题的结 论,摆角小是因为当摆角大时,其回复力不再遵守F=-kx的规律,也就是说小球 的摆动不是近似的简谐运动.
【例4】某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为 101.00cm,摆球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为 101.5s. （1）他测得的重力加速度g= m/s2 . （2）他测得的g值偏小，可能的原因是 （
(3)画出经过T/4后的波的图象.
【思路剖析】 理解波的传播方向与质点振动方向之间的关系.
解析:(1)振幅是质点偏离平衡位置的最大位移，波长是两个相邻的波峰或波谷 之间的距离，所以振幅A＝5cm，波长λ＝20m. (2)根据波的传播方向和波的形成过程，可以知道质点B开始振动的时间比它 左边的质点A要滞后一些，质点A已到达正向最大位移处，所以质点B此时刻 的运动方向是向上的，同理可判断出C、D质点的运动方向是向下的. (3)由于波是向右传播的，由此时刻经T/4后波的图象，即为此时刻的波形沿 波的传播方向推进λ/4的波的图象，如（a）图所示.
得, 画【出思A维点拓的展振】动振图动象图如象上和图波（的2图）象所互示换. 的命题在高考中出现的不多，但判断 两个图象关系是否正确的命题可能性还是有的，同学们应当注意相关命题的 训练.
【例2】如下图所示为一列简谐波在某一时刻的波的图象.求：
(a)
(b)
(1)该波的振幅和波长.
(2)已知波向右传播，说明A、B、C、D质点的振动方向.
解析:（1）本次实验中的摆长L=l’+r=101.00+1.00=1.0200m,周期
T=t/N=101.5/50=2.03s,
可以解得g=9.76m/s2;
（2
知，g偏小的原因可能是L的测量值偏小或T的测量
值偏大.A中的测量值偏大，B中则是振动摆长大于测量值，所以正确，C中
秒表过早计时，总时间偏大，T的测量值偏大，所以正确.而D中测得的周
【答案】C
【思维拓展】相关的命题在高考中可能出现，其热点主要是干涉加强点和减弱 点的判断，波的干涉的强弱在今后学习电磁波的过程中还会用到相关的知识， 特别是振动强弱与波程差关系问题.
期偏小，所以D会使g值偏大.故只有BC正确.
（3）4π2k.由公式
这是一条T2关于L的一元一次函数
(如y=Rx),所以它的斜率是k=4π2/g,所以g=4π2/k.
【答案】 （1）9.76m/s2 2）BC (3)g=4π2/k
【思维拓展】测定重力加速度有两种数据处理的方法： ，把测得进行数据处理，
【例5】如右图所示,把一个筛子用四根弹簧支 起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周, 给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛.不 开电动机让这个筛子自由振动时,完成20次全 振动用15s；在某电压下,电动偏心轮的转速是88r/min.已知增大
电动偏心轮的电压可以使其转速提高,而增加筛子的总质量可以增大筛子的 固有周期.为使共振筛的振幅增大,以下做法正确的是 （
A
B
C
D 实验中误将49次全振动数为50
(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T,从而
得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标、T 2为纵坐标将所得数据连
成直线，并求得该直线的斜率k.则重力加速度g=
.（用k表示）
【思路剖析】 要熟悉“利用单摆测重力加速度”实验的原理、操作过程、数据处理方法及 误差分析.