简谐运动的描述

刘叔新作—《高中物理手册》上市!!
高中物理辅导书《极简物理》上市!

刘叔物理网站有高中物理全部内容,欢迎分享给老师和同学们!!中小学视频网

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,叫作振动的振幅.用A表示,单位为米(m)。

(2)物理含义:振幅是表示振动幅度大小的物理量,振动物体运动范围是振幅的两倍;振幅的大小反映了振动的强弱和振动系统能量的大小。

(3)矢标性:振幅是标量

2.全振动

(1)定义:如图振子在MM′之间振动,如果从振子向右通过O点的时刻开始计时,它将运动到M,然后向左回到O,又继续向左运动到达M′,之后又向右回到O。这样一个完整的振动过程称为一次全振动。若从图中P0点向右运动开始计时,经历的一次全振动应为P0→M→P0→O→M′→O→P0

(2)特征:

①当完成一次全振动时,振动的位移(x)、加速度(a)、速度(v)三者第一次同时恢复到与初始状态相同。

②从任意一点开始计时,物体完成一次全振动的时间总是相同的。

周期(T)和频率(f)

相位和相位差

(1)相位:当(ωt+φ)确定时,x=Asin(ωt+φ)的函数值也就确定了,即物体做简谐运动的位置状态就确定了。物理学中把(ωt+φ)叫作相位。Φ是t=0时的相位,称为初相位或初相。

(2)相位差:指两个简谐运动的相位之差,可以反映出两个简谐运动的步调差异,经常用到的是两个具有相同频率的简谐运动的相位差。

讨论:Δφ=(ωt+φ1)-(ωt+φ2)=φ1-φ2 (-π≤Δφ≤π)

①Δφ=0,表明两振动步调完全相同,称为同相。

②Δφ=π或-π,表明两振动步调完全相反,称为反相。

③Δφ>0,表示振动1的相位比振动2超前Δφ。

④Δφ<0,表示振动1的相位比振动2滞后Δφ。

振幅与位移、路程、周期的关系

(1)振幅与位移:振动中的位移是矢量,随时间做周期性的变化;振幅是标量,在同一简谐运动中振幅大小是确定的,等于最大位移的大小。

(2)振幅与路程:振动中的路程是标量,随时间不断增大的。其中物体从任意一点开始,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。(个周期内的路程不一定为1倍振幅,除非从两个端点或平衡位置开始计时)

(3)振幅与周期:周期(或频率)由振动系统本身的因素决定,是固定的。振幅与系统的能量有关,同一振动系统能量越大,振幅越大,周期(或频率)不变。

简谐运动的表达式

1.表达式:x=Asin或x=Asin(t+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

(4)“t+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

简谐运动的描述

高中物理知识点总结

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注