高考物理簡諧運動知識點，高中物理簡諧運動知識點總結(jié)

一、簡諧運動

 

1、機械振動

 

（1）平衡位置：物體振動時的中心位置，振動物體未開始振動時相對于參考系靜止的位置，或沿振動方向所受合力等于零時所處的位置叫平衡位置。

 

（2）機械振動：物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運動，叫做機械振動，通常簡稱為振動。

 

（3）振動特點：振動是一種往復(fù)運動，具有周期性和重復(fù)性。

 

2、簡諧運動

 

（1）彈簧振子

 

一個輕質(zhì)彈簧聯(lián)接一個質(zhì)點，彈簧的另一端固定，就構(gòu)成了一個彈簧振子。

 

 

（2）振動形成的原因

 

①回復(fù)力：振動物體受到的總能使振動物體回到平衡位置，且始終指向平衡位置的力，叫回復(fù)力。

 

振動物體的平衡位置也可說成是振動物體振動時受到的回復(fù)力為零的位置。

 

②形成原因：振子離開平衡位置后，回復(fù)力的作用使振子回到平衡位置，振子的慣性使振子離開平衡位置；系統(tǒng)的阻力足夠小。

 

（3）振動過程分析

 

 

（4）簡諧運動的力學(xué)特征

 

①簡諧運動：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動，叫做簡諧運動。

 

②動力學(xué)特征：回復(fù)力F與位移x之間的關(guān)系為

 

F＝－kx

 

式中F為回復(fù)力，x為偏離平衡位置的位移，k是常數(shù)。簡諧運動的動力學(xué)特征是判斷物體是否為簡諧運動的依據(jù)。

 

③簡諧運動的運動學(xué)特征

 

a＝－ x

 

加速度的大小與振動物體相對平衡位置的位移成正比，方向始終與位移方向相反，總指向平衡位置。

 

簡諧運動加速度的大小和方向都在變化，是一種變加速運動。簡諧運動的運動學(xué)特征也可用來判斷物體是否為簡諧運動。

 

 

二、簡諧運動的描述

 

1、振幅

 

（1）定義：振動物體離開平衡位置的最大距離，用A表示。

 

（2）單位：在國際單位制中，振幅的單位是米（m）。

 

（3）物理意義：表示振動強弱的物理量，振幅越大，表示振動越強。

 

2、周期

 

（1）全振動：振動物體往返一次（以后完全重復(fù)原來的運動）的運動叫做一次全振動.

 

例如水平方向運動的彈簧振子的運動：O→A→O→A’ →O或A→O→A’ →O→A為一次全振動。（如上圖所示，其中O為平衡位置，A、A’為最大位移處）

 

（2）定義：做簡諧運動的物體完成一次全振動所需要的時間，叫做振動的周期，用T表示。

 

（3）單位：在國際單位制中，周期的單位是秒（s）。

 

（4）物理意義：表示振動的快慢，周期越長表示物體振動越慢，周期越短表示物體振動得越快。

 

3、頻率

 

（1）定義：單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，叫做振動的頻率，用f表示。

 

（2）單位：在國際單位制中，頻率的單位是赫茲（Hz）。

 

（3）物理意義：頻率是表示物體振動快慢的物理量，頻率越大表示振動得越快，頻率越小表示振動得越慢。

 

（4）周期與頻率的關(guān)系：

 

三、相位

 

1、相位

 

相位是表示物體振動步調(diào)的物理量，用相位來描述簡諧運動在一個全振動中所處的階段。

 

2、用三角函數(shù)式表示簡諧運動

 

（1）簡諧運動的振動方程

 

x＝Asin（ωt＋）

 

A代表振動的振幅，ω叫做圓頻率，ω＝2πf，（ωt＋）表示簡諧運動的相位，叫做初相位，簡稱初相。

 

（2）兩個同頻率簡諧運動的相位差

 

ωt＋2）－（ωt＋）＝2－1

 

四、簡諧運動的圖象

 

 

簡諧運動的圖象表示做簡諧運動的質(zhì)點的位移隨時間變化的規(guī)律，即反映質(zhì)點在各個時刻的位移，從圖象上可以讀取以下信息：

 

 

①振幅A：圖象的峰值。

 

②周期T：相鄰兩個位移為正的最大值或負的最大值之間的時間間隔，頻率

 

③任一時刻t的位移x0對應(yīng)于圖象上某一點的坐標(biāo)（t, x0）.

 

④任一時刻t的加速度a：總是指向平衡位置（平行于x軸指向t軸）。x=0時，a=0；x=±A時，a達到最大值。

 

⑤任一時刻t的振動方向：圖象斜率為正時速度為正（沿+x的方向），斜率為負時速度為負（沿-x的方向），x=0時，速度達到最大值。