第十一章 机械振动 第二节 简谐运动的描述.ppt

答案：ABC 如图所示，水平桌面上的木质框架质量为M，悬挂在框架上的轻质弹簧劲度系数为k，铁球质量为m.让铁球上下振动起来．试分析计算：铁球的振幅多大时，木质框架才不会离开桌面？ 解析：框架离开桌面，是指框架受桌面的支持力为零；此时对框架进行受力分析，可知弹簧应有向上的弹力恰等于框架的重力，由此可得弹簧的被压缩量．根据振幅定义，找出平衡位置，则振幅可求． 框架的重力为Mg，只有铁球处在最高位置、弹簧被压缩、框架受到竖直向上的弹力等于Mg时，框架对桌面的压力恰好减小到零． 如图所示，某同学看到一只鸟落在树枝上的P处，树枝在10s内上下振动了6次．鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在10s内上下振动了12次，将50g的砝码换成500g砝码后，他发现树枝在15s内上下振动了6次，你估计鸟的质量最接近 (　　) A．50g　 　B．200g　 　C．500g　 　D．550g 答案：B 第十一章 机械振动 人教 版物理 ※ 知道什么是振幅、周期、频率和相位 ※ 理解并掌握周期和频率的关系 ※ 了解简谐运动的表达式 音乐会上，各具特色的乐器会给我们留下深刻的印象，不同乐器都在和谐地振动，在我们说话时，用手摸喉部，能感受到声带的振动．这些都表明振动具有不同的特征，如何科学地来描述振动呢？ (1)振幅 振动物体离开平衡位置的最大距离，用A表示，单位：m. (2)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，用T表示，单位：s. ②频率：单位时间内完成全振动的次数，用f表示，单位：Hz. 周期T与频率f的关系是T＝ (3)相位 用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态．其单位是弧度(或度) 特别提醒： (1)振幅是标量，是指物体在振动过程中偏离平衡位置的最大距离，它没有负值，也无方向，它等于振子最大位移的大小，但却不同于最大位移． (2)周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量．周期越小，频率越大，表示物体振动得越快，反之，表示物体振动得越慢． 振动物体的位移是第1节中的一个重要物理量，振幅是本节的一个重要物理量，有人说振幅只不过是振动中位移的一个特殊值而已，你是否赞同这个观点？ 答案：不赞同．振动中的位移与振幅是振动中的两个重要物理量，其不同有许多方面：(1)振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，而位移是物体相对于平衡位置的位置变化．(2)振幅是表示振动强弱的物理量，而位移是表示振动质点某时刻离开平衡位置的大小与方向．简谐运动中振幅是不变的，但位移是时刻变化的．(3)振幅是标量，位移是矢量．(4)振幅在数值上等于最大位移的大小. (1)做简谐运动的质点在任意时刻t的位移是 x＝Asin 式中：A是振幅，T是周期，φ0是初相位． (2)相位差：对两个简谐运动x1＝A1sin(ωt＋φ1)和x2＝A2sin(ωt＋φ2)，Δφ＝φ2－φ1，即是两振动的相位差． 特别提醒： 关于相位差Δφ＝φ2－φ1的说明： (1)取值范围：－π≤Δφ≤π. (2)Δφ＝0，表明两振动步调完全相同，称为同相． Δφ＝π，表明两振动步调完全相反，称为反相． (3)Δφ0，表示振动2比振动1超前． Δφ0，表示振动2比振动1滞后． 1．简谐运动是 性运动，描述需要更多的物理量．如 、 、 、 等，这些物理量都是 量． 2．做简谐运动的物体，完成 所需要的时间叫周期；单位时间内完成 的次数叫频率． 3．简谐运动的方程(即表达式)x＝Asin(ωt＋φ)其中A叫 (ωt＋φ)叫 ，φ叫做 ． 周期 振幅 周期 频率 相位 标 一次全振动 全振动 振幅 相位 初相位 答案：BC 解析：依据两个振动方程我们知道： 方程1代表的振子振动振幅为3；圆频率为ω＝2πf＝100π，则f＝50；初相为 . 方程2代表的振子振动振幅为5，圆频率为ω＝2πf＝100π，则f＝50；初相为π/4. 所以，答案A错；B对；由于它们的振动周期相同所以他们的相位差为π/3－π/4有确定的值，故选项C正确．选项D不对，由于它们的相位差为π/3－π/4＝π/12，因此它们在振动时步调不一致．只有两个频率相同的振动，且相位差φ2－φ1＝2nπ(n＝0，±1，±2，…)时，它们的振动步调才会一致，这就是我们常说的同相；若φ2－φ1＝(2n＋1)π，说明这两个振动正好相反，我们叫它反相． 关于简谐运动的频率，下列说法正确的是(　　) A．频率越高，振动质点运动的速度越大 B．频率越高，单位时间内速度的方向变化的次数越多 C．频率是50Hz时，1s内振动物体速度方向改变100次 D．弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置时的速度大小有关 解析：简谐运动的频率与物体运动的快慢没有关系，描写物体运动的快慢用速度，而