知识点一 简谐运动的振幅、周期和频率
[情境导学]
图甲所示为一个水平弹簧振子,图乙所示为振子振动过程运动范围。
请思考:(1)图乙中的“10 cm”有什么意义?用什么量描述其意义?
(2)图乙中振子从O向B开始振动,用对应字母描述出一次全振动?其对应的时间用什么量描述?
提示:(1)图乙中的“10 cm”是振子离开平衡位置的最大距离,即振动位移的最大值,用振幅描述其意义。
(2)振子从O向B开始振动,经历OBOCO即为一次全振动,其对应的时间为一个周期。
[知识梳理]
1.振幅
(1)定义:振动物体离开平衡位置的最大距离。
(2)物理意义:表示物体振动幅度大小的物理量。
(3)符号和单位:符号为A,单位为。
2.周期和频率
(1)全振动:振动物体从经过某一位置开始到第二次以相同的速度通过该位置所经历的过程,叫作一次全振动。
注意:无论以哪个位置作为研究起点,做简谐运动的物体完成一次全振动的时间总是相同的。
(2)周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间,用符号T表示,单位为。
(3)频率:周期的倒数叫作振动频率,数值等于单位时间内完成全振动的次数,用f表示频率,单位是赫兹,符号是Hz。
(4)简谐运动的“圆频率”ω:与周期成反比、与频率成正比的量,叫作简谐运动的“圆频率”。表示简谐运动的快慢。
(5)ω与周期(T)和频率(f)关系:ω==2πf。