文档介绍：天津耀华滨海学校物理学案
第二节简谐运动的描述
新知预习
,(标,矢)量.
(大小和方向).
:做简谐运动的物体,完成___________的时间,叫做振动的周期,,周期的单位是__________,.
,式中__________代表简谐运动的振幅,_________代表频率,__________代表相位.
典题·热题
知识点一描述简谐运动的基本物理量
例1弹簧振子从距离平衡位置5 cm处由静止释放,4 s内完成5次全振动,则这个弹簧振子的振幅为_____________cm,振动周期为_____________s,频率为_____________Hz,4 s末振子的位移大小为_____________cm,4 s内振子运动的路程为_____________cm,若其他条件都不变, cm处由静止释放,该振子的周期为_______s.
解析:根据题意,振子从距平衡位置5 cm处由静止开始释放,说明弹簧振子在振动过程中离开平衡位置的最大距离是5 cm,即振幅为5 cm,由题设条件可知,振子在4 s内完成5次全振动, s,即T= s,又因为f=, s内完成5次全振动,也就是说振子又回原来的初始点,因而振子的位移大小为5 cm,振子一次全振动的路程为20 cm,所以5次全振动的路程为100 cm,由于弹簧振子的周期是由弹簧的劲度系数和振子质量决定,其固有周期与振幅大小无关, cm处由静止释放,不会改变周期的大小, s.
答案:5 5 100
方法归纳任何物理知识的学习,都离不开对基本概念的认识和理解,本题主要考查对描述振动的三个物理量的认识和理解以及位移和路程的区别,根据一次全振动确定周期,,本题中容易把释放处当作位移起点.
知识点二全振动、振幅和路程的关系
例2 如图11-2-:
图11-2-3
(1)在图中t1时刻和t2时刻,物体的位移各是多少?
(2)这个物体的振幅是多大?
(3)这个振动的周期是多少?频率是多大?
(4)判断t1、t2时刻的物体运动方向.
解析:(1)从图中直接读出t1时刻的位移为-3 cm;t2时刻的位移为2 cm.
(2) cm,因此振幅为5 cm.
(3)振动是一个周期性往复运动,图中a和b表示物体完成了一次全振动又回到原来的状态,,这个振动的周期为2 s, Hz.
(4)由图象可以看出,t1时刻的下一时刻点的位移变大且远离平衡位置指向负方向,.
答案:(1)t1时刻的位移为-3cm;t2时刻的位移为2 cm;
(2)振幅为5 cm;
(3)周期为2 s, Hz;
(4)t1时刻沿负方向远离平衡位置,t2时刻沿正方向远离平衡位置.
,,表示物体向负方向运动;t2时刻的图象斜率为正值,表示物体向正方向运动.
知识点三振动的对称性
例3如图11-2-4所示,一个做简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过相距10 cm的A、B两点, s,过B点后再经过t= s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点,则质点振动的周期是( )
图11-2-4
s s s s
解析:根据题意,由振动的对称性可知:AB的中点(设为O)为平衡位置,A、B两点对称分布于O点两侧;质点从平衡位置O向右运动到B的时间应为tOB=× s= s质点从B向右到达右方极端位置(设为D)的时间tBD=×