[理学]大学物理2教学课件-1.ppt

注意事项 自我介绍：李相强 xiangqiang_li@163.com 保持良好的学习状态 总成绩评定：平时+期中+期末 P x A 注意：旋转矢量在第1象限速度 v 0 M P x A 注意：旋转矢量在第1象限速度 v 0 M P x A 注意：旋转矢量在第2象限速度 v 0 M P x A 注意：旋转矢量在第2象限速度 v 0 M M P x A 注意：旋转矢量在第2象限速度 v 0 M P x A 注意：旋转矢量在第2象限速度 v 0 M P x A 注意：旋转矢量在第2象限速度 v 0 M P x A 注意：旋转矢量在第2象限速度 v 0 M P x A 注意：旋转矢量在第3象限速度 * * 同学们好！ 本学期教学内容及特点 实物与场的共同运动形式和性质 单粒子——多粒子体系 量子现象 和 量子规律 实物运动规律 基本粒子 相互作用 和场 振动 与 波动 多粒子体系的 热 运 动 物理概念、物理思想深化 更加贴近物理前沿和高新科技 对自学能力的要求提高 第四篇 振动和波动 振动 ： 任何物理量（力学量、电学量、热学量…)随时间在某一定值附近周期性变化 波动 ： 振动在空间的传播(振动的集体效应) 特征：运动在时间、空间上的周期性 结构框图 简谐运动— 弹簧振子系统 简谐运动— 其他振动系统 *单摆的非简谐运动与混沌 振动的 合成 *频谱分析 阻尼振动 受迫振动 共振 第12章 振 动 学时：6 核心内容： 简谐运动 运动方程 特征量 能量 振动的合成 其基本概念和方法可迁移到相关的领域 自学内容：频谱分析，单摆的非简谐运动与混沌 §12.1 简谐运动 集中弹性 集中惯性 轻弹簧 k + 刚体 m (平动~质点） ▲ 一、理想模型：弹簧振子 回复力和物体惯性交互作用形成谐振动 F=-kx (平衡位置为坐标原点） 扩展: 自学教材 P 4 [例1] 不仅适用于弹簧系统 回复力：重力与浮力的合力 l 立方体 F = - k x 准弹性力 系统本身决定的常数 离系统平衡位置的位移 判据1 :若系统所受回复力恒与位移成正比且反向， 系统的运动是简谐振动。 (平衡位置为坐标原点） 1.微分运动方程 线性微分方程 令 得 标准形式 判据2 :若某物理量对时间的二阶导数与该物理量本身 成正比且反号，则该物理量的变化规律为简谐振动。 2.位移、速度和加速度 * 线性微分方程 求解*得运动方程的积分形式： 为积分常数 判据3：若某物理量的运动方程可用时间 t 的正余弦 函数形式描述，该物理量的变化为简谐振动。 A：振动的振幅， ：振动的角频率， ：振动的相位， ：初相位或初相 由 得 a v 均随时间周期性变化 是由系统本身决定的常数，与初始条件无关 固有角频率 由谐振动周期性特征看 的物理意义: 描述谐振运动的快慢 3. 特征量 1）角频率 ： 周期 频率 2）振幅 ：A 表示振动的范围（强弱），由初始条件决定。 解得 由 在 t = 0 时刻 即初始条件 (1) x，v有一一对应的关系 例： 当 时： 当 时： 3. 相位是描述振动状态的物理量 (3) 可用以方便地比较同频率谐振动的步调 (2) 每变化 的整数倍，x、v重复 原来的值（回到原状态），最能直观、方便 地反映出谐振动的周期性特征。 初相： 描述 t=0 时刻运动状态，由初始条件确定。 由 t = 0时 或 } ？ m h m k [例1] 教材 P7 例2 解：振动系统为（2 m, k) 确定初始条件：以物块和平板共同运动时刻为t=0 { 有： 已知： k. m. h. 完全非弹性碰撞 求： T, A, 以平衡位置为坐标原点，向下为正。 x 得： 又： } 为三象限角 可以进一步写出运动方程。 [例2] 由振动曲线决定初相 为四象限角 （1） （2） 与初相为零的余弦函数比较 落后 练习：教材 P13 12.1.3 (1) 或 （2） 或 （3） （4） 答案： 4 p + (2) (4) 二. 旋转矢量法 x、y 方向分运