11.2_简谐运动的描述.ppt

新课标高中物理选修3－4 §11-2 简谐运动的描述 第十一章 机械振动 两个振子的运动位移有何不同？ 看一看 3）、振幅是描述振动强弱的物理量，常用字母A表示。 1）、定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅，单位是m。 2）、振幅的大小，直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低。 1、振幅 静止位置 振幅 振幅 ：即平衡位置 4）、振子振动范围的大小，就是振幅的两倍2A 一、描述简谐运动的物理量 区分振幅和位移 对于一个给定的振动： 1、振子的位移是偏离平衡位置的距离，故时刻在变化；但振幅是不变的。 2、位移是矢量，振幅是标量，它等于最大位移的数值。 振子的运动最显著的特点是什么？ 往复性-重复性-周期性 想一想 1）、一次全振动： A/ O A 振子在AA/之间振动，O为平衡位置。如果从A点开始运动，经O点运动到A/点，再经过O点回到A点，就说它完成了一次全振动，此后振子只是重复这种运动。 （1）从O→A→O→A/→O也是一次全振动 B 2）、一次全振动的特点：振动路程为振幅的4倍 全振动 （2）从B→A→O→A/→O→B也是一次全振动 A/ A O B 想一想 一个完整的全振动过程，有什么显著的特点？ 在一次全振动过程中，一定是振子连续两次以相同速度通过同一点所经历的过程。 两个振子的运动快慢有何不同？ 看一看 3)、频率f：单位时间内完成的全振动的次数，单位：Hz。 1)、描述振动快慢的物理量 2)、周期T：做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间，单位：s。 s 4)、周期和频率之间的关系： 2、周期和频率 f=1/T 5)、周期越小，频率越大，运动越快。 试一试 如图所示，为一个竖直方向振动的弹簧振子，O为静止时的位置，当把振子拉到下方的B位置后，从静止释放，振子将在AB之间做简谐运动，给你一个秒表，怎样测出振子的振动周期T？ 为了减小测量误差，采用累积法测振子的振动周期T，即用秒表测出发生ｎ次全振动所用的总时间t，可得周期为 T=t/n 周期和频率都反映振动快慢，那么它们与哪些因素有关呢？ ①与振幅无关。 固有周期和固有频率 周期和频率都反映振动快慢，那么它们与哪些因素有关呢？ ①与振幅无关。 ②与弹簧有关，劲度系数越大，周期越小。 固有周期和固有频率 周期和频率都反映振动快慢，那么它们与哪些因素有关呢？ ③与振子质量有关，质量越大，周期越大。 固有周期和固有频率 结论：弹簧振子的周期由振动系统本身的质量和劲度系数决定，而与振幅无关，所以常把周期和频率叫做固有周期和固有频率。 实验结果 3、振动周期与振子的质量有关，质量较小时，周期较小。 2、振动周期与弹簧的劲度系数有关，劲度系数较大时，周期较小。 1、振动周期与振幅大小无关。 简谐运动的位移-时间关系 振动图象：正弦曲线 振动方程： 二、简谐运动的表达式 二、简谐运动的表达式 振幅 圆频率 相位 初相位 1. A叫简谐运动的振幅.表示简谐运动的强弱. 2. ? 叫圆频率.表示简谐运动的快慢. 它与频率的关系：? =2?f 3.“ ?t+?” 叫简谐运动的相位.表示简谐运动所处的状态. ? 叫初相,即t=0时的相位. 振动方程 中各量含义： (1)同相：相位差为零。 (2)反相：相位差为? 。 4. (?2- ?1)叫相位差(两个具有相同频率的简谐运动的初相之差).对频率相同的两个简谐运动有确定的相位差． 一、描述简谐运动的物理量——振幅、周期、频率和相位 振幅：描述振动强弱； 周期和频率：描述振动快慢; 相位：描述振动步调. 二、简谐运动的表达式： 1、下列关于振幅的说法中正确的有（ ） A、振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移 B、振动物体所经过的路程始终大于振幅 C、振幅是振动物体最大位移的绝对值 D、简谐振动的振幅随时间呈周期性变化 C 课堂练习 CD 课堂练习 2、一个质点在平衡位置0点附近做简谐运动，若从0点开始计时，经过3s质点第一次经过M点；若再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则质点第三次经过M点所需要的时间是（ ） A、8s B、16s C、14s D、(10/3)s s s 写出振动方程. x=10sin(2πt+π/2) (cm) 课堂练习 3、一弹簧振子的位移随时间变化的图线如下图所示，试写出相应的函数表达式。 科学漫步——月相 1、随着月亮每天在星空中自西向东移动，在