高考物理簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)，高中物理簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

 

1、機(jī)械振動(dòng)

 

（1）平衡位置：物體振動(dòng)時(shí)的中心位置，振動(dòng)物體未開(kāi)始振動(dòng)時(shí)相對(duì)于參考系靜止的位置，或沿振動(dòng)方向所受合力等于零時(shí)所處的位置叫平衡位置。

 

（2）機(jī)械振動(dòng)：物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，叫做機(jī)械振動(dòng)，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為振動(dòng)。

 

（3）振動(dòng)特點(diǎn)：振動(dòng)是一種往復(fù)運(yùn)動(dòng)，具有周期性和重復(fù)性。

 

2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

 

（1）彈簧振子

 

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

 

 

（2）振動(dòng)形成的原因

 

①回復(fù)力：振動(dòng)物體受到的總能使振動(dòng)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(dòng)物體的平衡位置也可說(shuō)成是振動(dòng)物體振動(dòng)時(shí)受到的回復(fù)力為零的位置。

 

②形成原因：振子離開(kāi)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(kāi)平衡位置；系統(tǒng)的阻力足夠小。

 

（3）振動(dòng)過(guò)程分析

 

 

（4）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的力學(xué)特征

 

①簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：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(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

 

②動(dòng)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征是判斷物體是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的依據(jù)。

 

③簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征

 

a＝－ x

 

加速度的大小與振動(dòng)物體相對(duì)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)加速度的大小和方向都在變化，是一種變加速運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征也可用來(lái)判斷物體是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

 

 

二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述

 

1、振幅

 

（1）定義：振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，用A表示。

 

（2）單位：在國(guó)際單位制中，振幅的單位是米（m）。

 

（3）物理意義：表示振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，振幅越大，表示振動(dòng)越強(qiáng)。

 

2、周期

 

（1）全振動(dòng)：振動(dòng)物體往返一次（以后完全重復(fù)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)）的運(yùn)動(dòng)叫做一次全振動(dòng).

 

例如水平方向運(yùn)動(dòng)的彈簧振子的運(yùn)動(dòng)：O→A→O→A’ →O或A→O→A’ →O→A為一次全振動(dòng)。（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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間，叫做振動(dòng)的周期，用T表示。

 

（3）單位：在國(guó)際單位制中，周期的單位是秒（s）。

 

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

 

3、頻率

 

（1）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，叫做振動(dòng)的頻率，用f表示。

 

（2）單位：在國(guó)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(dòng)快慢的物理量，頻率越大表示振動(dòng)得越快，頻率越小表示振動(dòng)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(dòng)步調(diào)的物理量，用相位來(lái)描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)全振動(dòng)中所處的階段。

 

2、用三角函數(shù)式表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

 

（1）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程

 

x＝Asin（ωt＋）

 

A代表振動(dòng)的振幅，ω叫做圓頻率，ω＝2πf，（ωt＋）表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位，叫做初相位，簡(jiǎn)稱(chēng)初相。

 

（2）兩個(gè)同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差

 

ωt＋2）－（ωt＋）＝2－1

 

四、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象

 

 

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象表示做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，即反映質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)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(gè)位移為正的最大值或負(fù)的最大值之間的時(shí)間間隔，頻率

 

③任一時(shí)刻t的位移x0對(duì)應(yīng)于圖象上某一點(diǎn)的坐標(biāo)（t, x0）.

 

④任一時(shí)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(shí)，a=0；x=±A時(shí)，a達(dá)到最大值。

 

⑤任一時(shí)刻t的振動(dòng)方向：圖象斜率為正時(shí)速度為正（沿+x的方向），斜率為負(fù)時(shí)速度為負(fù)（沿-x的方向），x=0時(shí)，速度達(dá)到最大值。