2 简谐运动的描述
[学习目标] 1.知道什么是振动的振幅、周期、频率及相位.2.理解周期和频率的关系.3.知道简谐运动的数学表达式,知道其中各物理量的意义.
一、描述简谐运动的物理量
[导学探究] 如图1所示为理想弹簧振子,O为它的平衡位置,将振子拉到A点由静止释放,观察振子的振动;然后将振子拉到B点释放,再观察振子的振动.
(1)两次振动有什么差别?用什么物理量来描述这种差别?
(2)用秒表分别记录完成50次往复运动所用的时间,两种情况下是否相同?每完成一次往复运动所用时间是否相同?这个时间有什么物理意义?
图1
答案 (1)第二次振动的幅度比第一次振动的幅度大,用振幅来描述振动幅度的大小.
(2)两种情况下所用的时间是相等的.每完成一次往复运动所用的时间是相同的.这个时间表示振动的快慢.
[知识梳理] 描述简谐运动的物理量
1.振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离.
2.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.
判断是否为全振动的方法:
(1)如果物体的位移和速度都回到原值(大小、方向两方面),即物体从同一个方向回到出发点,则是一次全振动;
(2)看物体通过的路程是否等于振幅的四倍.
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.
频率:单位时间内完成全振动的次数.
T和f的关系为T=.
(2)周期和频率由振动系统本身的性质决定,与振幅无关(填"有关"或"无关").
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)在机械振动的过程中,振幅是不断变化的.(×)