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第四节 简谐运动的图像一、简谐运动的图像：正弦或余弦曲线。
二、图像的物理意义：描述了振动的某个质点对平衡位置的位移随时间变化的规律。
1）振子在各个时刻的位移：如，X 1>0，X 2<0等； 2）周期T ：相邻相同位置的时间间隔； 3）振幅A ：最大位移值，没有“负值”； 4）振子运动方向：t 1时刻，振子朝x 轴负向运动， t 2时刻，振子朝x 轴负向运动； 判断方法：i 、∆X >0或∆X <0； ii 、向后看。
注意：最大位移处，V=0，没有方向。
5）回复力（加速度）方向：指向平衡位置。
t 1时刻，与运动方向一致，为加速运动； t 2时刻，与运动方向相反，为减速运动。
强调：振动图像绝不是振子运动的轨迹！例：如图为一单摆及其振动图像，由图像指出：计时起始位置是甲图中的哪一点？（E 点） 甲图中何处的加速度最大？（F 、G 点） 振幅为多少？（3厘米） 周期为多少秒？（2.0秒）取单摆偏离平衡位置向右为正方向，G 、F 为最大位移处，图线中O 、A 、B 、C 、D 对应甲图中的哪些位置？（O~E ，A~G ，B~E ，C~F ，D~E ）乙图中哪些时刻对应的动能最大？（O 、B 、D ） 乙图中哪些时刻对应的势能最大？（A 、C ）1．图像的用途：从图像中可以知道： (1)任一个时刻质点的位移(2)振幅A ． (3)周期T(4)速度方向：由图线随时间的延伸就可以直接看出(5)加速度:加速度与位移的大小成正比，而方向总与位移方向相反．2．关于振动图像的讨论简谐运动的图像不是振动质点的轨迹． 简谐运动的周期性，体现在振动图像上是曲线的重复性．简谐运动是一种复杂的非匀变速运动．但运动的特点具有简单的周期性、重复性、对称性．所以用图像研究要比用方程要直观、简便．例： 劲度系数为20N ／cm 的弹簧振子，它的振动图像如图所示，在图中A 点对应的时刻：A. 振子所受的弹力大小为0.5N ，方向指向x 轴的负方向B ．振子的速度方向指向x 轴的正方向 C. 在0～4s 内振子作了1.75次全振动D 。
同方向同频率简谐振动的合成初相位同方向同频率的简谐振动听起来挺高深的，其实简单得很，就像咱们日常生活中常见的摇摇摆摆，咯吱咯吱的秋千。
你想象一下，两个小伙伴在秋千上并肩而坐，摇摆得十分起劲。
要是他们的节奏一致，频率相同，配合得就像小鸟在枝头上唱和，那真是美得不要不要的。
可要是他们的节奏不一样，那画面可就有点尴尬了。
就像一对恋人在跳舞，一人慢一人快，结果就是扭得稀巴烂。
什么是合成初相位呢？简单来说，就是这两个秋千的小伙伴最开始的起点。
如果他们同时开始摇，那就是同一个起点，一起飞，冲上云霄。
要是其中一个比另一个早一点，那他就提前起跑了。
这样一来，两个秋千的互动就会变得有趣多了。
我们可以想象一下，一个小伙伴先开始，结果另一个还在原地踏步，等他反应过来，已经被甩得老远，真是让人哭笑不得。
在物理学上，合成初相位能影响最终的合成振动。
想想两个秋千相遇的瞬间，波浪涌动的美妙感。
相位差越小，合成振动越强，感觉就像是合唱团里每个人的声音都在同一调上，和谐动人。
而相位差越大，合成振动就像是乐队里每个人都在演奏不同的旋律，结果可想而知，就是一场音乐会的灾难。
有趣的是，合成初相位也常常会出现在我们的日常生活中。
就像朋友聚会时，大家都来得差不多，气氛瞬间就热烈起来，大家一起聊，笑声不断，简直就是欢乐的海洋。
可要是有一个朋友迟到了，刚好打断了大家的欢乐，那气氛就会微妙地变了，像个捣蛋鬼一样。
你看，这个合成初相位的影响力，简直不容小觑。
想象一下你和好友一起打游戏，两个人的配合相当重要。
如果你们都在同一时间攻击敌人，那真是配合默契，像专业战队一样，敌人根本来不及反应。
而要是你总是慢半拍，那可就难了，往往被敌人痛揍一顿。
这时候就能真切感受到合成初相位的重要性，毕竟团队合作离不开每个人的步伐一致嘛。
合成初相位的概念还可以用在爱情中。
想想看，情侣之间的默契有多重要。
就像两个人的心灵感应，若是心有灵犀，瞬间就能理解对方的想法。
而若是两人总是各自为政，彼此心里没谱，那可是要闹出不少笑话的。
2019-2020年高中物理选修3-4简谐运动的描述--相位【教学目标】1、知识目标(1)了解简谐运动位移方程中各量的物理意义，能依据振动方程描绘振动图象；(2)了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义。
2、能力目标(1)学会从相位的角度分析和比较两个简谐运动；(2)会计算两个同频率简谐运动的相位差。
3、德育目标通过对两个简谐运动的超前和滞后的比较，学会用相对的方法来分析问题。
【教学重点】(1)相位的物理意义；(2)同频率的简谐运动的相位差的求解。
【教学难点】(1)相位的物理意义；(2)能依据两个同频率的简谐运动的振动图象求解相位差。
【教学方法】举实例、类比法、讲授法、多媒体模拟【教具准备】两个相同的单摆、投影片、CAI课件【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课前面我们学习过描述振动的物理量，振幅表示振动的强弱，周期和频率表示振动的快慢。
用这些物理量能否将振动完整地描述清楚呢？教师在讲台前走路，摆动两只胳膊，尽量做到振幅和周期相同，第一次同相摆动，第二次反相摆动，引导学生比较摆动的差异，得出要描述振动，还有一个振动的步调问题，本节课就来学习这一问题。
二、新课教学1、相位(观察和比较两个摆长相等的单摆做简谐运动的情形)演示：将并列悬挂的两个等长的单摆(它们的振动周期和频率相同)，向同一侧拉起相同的很小的偏角同时释放，让它们做简谐运动。
现象：两个简谐运动在同一方向同时达到位移的最大值，也同时同方向经过平衡位置，两者振动的步调一致。
对于同时释放的这两个等长单摆，我们说它们的相位相同。
演示：将两个单摆拉向同一侧拉起相同的很小的偏角，但不同时释放，先把第一个放开，当它运动到平衡位置时再放开第二个，让两者相差1/4周期，让它们做简谐运动。
现象：两者振动的步调不再一致了，当第一个到达另一侧的最高点时，第二个小球又回到平衡位置，而当第二个摆球到达另一方的最高点时，第一个小球又已经返回平衡位置了。
与第一个相比，第二个总是滞后1/4周期，或者说总是滞后1/4全振动。
