高中物理选择性必修一优质课公开课2.1.pdf

1.简谐运动及其图像

必备知识·自主学习关键能力·合作探究随堂演练·自主检测

课标要求

1.知道机械振动是机械运动的一种形式，知道简谐运动的概念．

2．知道弹簧振子的位移-时间图像的形状，理解图像的物理意义．

3．知道振幅、周期和频率的概念，了解初相位和相位差的概念，理

解相位的物理意义．

4．掌握简谐运动的表达式中各量的物理意义，能依据简谐运动表达

式解决相关问题．

思维导图

必备知识·自主学习

一、机械振动

1．物体(或物体的某一部分)在某一位置________所做的往复运动，

两侧

叫作机械振动，通常简称为振动，这个位置称为平衡位置．

[举例]

钟摆、吊灯的摆动、树梢的摇摆、声带的振动等都是机械振动．

2．简谐运动

(1)弹簧振子

将弹簧上端固定，下端连接一个小球，小球可在竖直方向上运

动．弹簧的质量比小球的质量小得多，可以忽略不计，若不计空气阻

力，这样的系统称为弹簧振子，其中小球称为振子．

(2)位移-时间图像

建立坐标系，横轴代表_______，纵轴代表小球__________________，

时间t相对平衡位置的位移x

它就是小球在平衡位置附近往复运动的位移-时间图像，称为弹簧振

子的振动图像．

(3)简谐运动

如果质点的位移与时间的关系严格遵从________的规律，即它的振

正弦函数

动图像是一条________，这样的运动叫作简谐运动．

正弦曲线

[导学1]

简谐运动的位移均为相对平衡位置的位移，即表示位移的有向线段

的起点是平衡位置．

[导学2]

弹簧振子的振动图像不是振子的运动轨迹，弹簧振子的运动轨迹是

一段线段．

[导学3]

简谐运动的表达式既可以用正弦函数也可以用余弦函数表示，只是

对应的初相位不同而已．

二、描述简谐运动的物理量

1．振幅

最大距离

(1)定义：振子离开平衡位置的________，用A表示，单位

为米(m)等．

(2)振动范围：振动物体运动的范围为振幅的两倍．

(3)物理意义：振幅是表示振动强弱的物理量．

2．全振动：如果振子由B点经O点运动到B′点，又由B′点

经O点回到B点，我们就说振子完成了一次全振动．

3．周期和频率

内容周期频率

振子完成一次________完成________的次数与

全振动全振动

定义

所需要的时间，用T表示所用时间之比，用f表示

单位________(s)________(Hz)

秒赫兹

物理含义表示________的物理量

振动快慢

1

关系式T＝

4.相位：表示振动步调的物理量．

三、简谐运动的表达式

2π

简谐运动的表达式为x＝A

sin

(ωt＋φ)＝A

sin

(