高中物理3-4第二节简谐运动的描述-课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,高中物理3-4第二节简谐运动的描述-精品课件,高中物理3-4第二节简谐运动的描述-精品课件高中物理3-4第二节简谐运动的描述-精品课件1、振幅A：(1)定义:振动物体离开平衡位置的最大距离.(3)国际单位:米（m）,一、描述简谐运动的物理量(2)物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。振幅的2倍表示振动物体运动范围的大小,1,、振幅,A,：,(1),定义,:,振动物体离开平衡位置的最大距离,.,(3),国际单位,:,米（,m,）,一、描述简谐运动的物理量,(2),物理意义：,振幅是描述振动强弱的物理量。,20,20,-20,t/,s,x/cm,0 1 2 3 4 5 6 7,振幅的,2,倍表示振动物体运动范围的大小,(1)振幅等于最大位移的,数值,.,(2)对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的.,(3)位移是矢量，振幅是标量.,（4）意义不同,振幅和位移的区别,2,、全振动,:,振动物体从某一初始状态开始，再次,回到初始状态,（即位移、速度均与初态完全相同）所经历的过程。,2m,20,-20,t/,s,x/cm,0 1 2 3 4 5 6 7,若从振子向右经过某点,p,起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？,O,A,A,P,V,平衡位置,P,A,O,A,O,P,振动物体,连续两次,以,相同速度,通过,同一点,所经历的过程。,想一想：,(1)周期T:做简谐运动的物体完成一次,全振动,所需要的时间.单位:s.,(2)频率,f:,做简谐运动的物体单位时间内完成全振动的次数.单位:Hz.,(3)关系：T1,/f,.,3,、周期,T,和频率,f,(4),固有周期（频率）：物体在,自由状态,下的振动周期（频率）,只由振动物体本身性质决定,(5)物理意义：,表示简谐运动的快慢,问题,1,：,ODBDO,是一个周期吗？,若从振子向右经过某点,p,起，经过半个周期以后振子运动到什么位置？,A,O,A,P,V,平衡位置,P,半个周期后振子到了,P,点,半个,周期内的路程是多少呢？,2A,弹簧振子完成一次全振动的路程与振幅之间存在怎样的关系,?,4,A,弹簧振子在四分之一周期内的路程是,A,吗？,有可能是,A,，有可能大于,A,，有可能小于,A.,O,A,P,V,平衡位置,P,1,、,弹簧振子在一个周期内的路程,一定是,4A,，,半个周期内路程,一定是,2A,，,四分之一周期内的路程,不一定是,A,。,总结,2,、,简谐运动具有对称性：,3,、简谐运动具有周期性：,经过,nT,振子的状态与原来相同，经过t,T/2,的奇数倍（t=(2n-1)T/2 n为自然数）振子的状态与原来相反,瞬时量对称：力、位移、加速度大小相等方向相反，速度大小相等，方向不确定,过程量对称：,来回通过相同两点间的时间相同,振动的周期就是指振动物体（）,A,从任一位置出发又回到这个位置所用的时间,B,从一个最大偏移位置运动到另一个最大偏移位置所用的时间,C,从某一位置出发又以同一运动方向回到这个位置所用的时间,D,从某一位置出发又以同一运动方向回到这个位置所用的时间,1、,振动图象（如图）,2、,x-t,图线是一条质点做简谐运动时，位移随时间变化的图象，不是轨迹。,3、,振动图象是正弦曲线还是余弦曲线，这决定于,t,0,时刻的选择。,一、简谐运动的图像,（,2,）简谐运动图象描述的振动物理量,1、直接描述量：,振幅,A,；,周期,T,；,任意时刻的位移,x,。,2、,间接描述量,频率,f,=1/T,x-t,图线上任一点的切线的斜率等于,v,。,（,3,）从振动图象中分析有关物理量,从简谐运动的图像我们可以了解到物体在振动时的许多物理量。比如，参看下图的振动图像可确定：,1,振幅,A,：,图像的峰值。,2,周期,T,：,相邻两个位移为正的最大值或负的最大值之间的时间间。,3,任一时刻,t,的位移,x,：,对应于图像上某一点的坐标（,t,，,x,）,。,4,任一时刻,t,的加速度,a,：,总是指向平衡位置（平行于,x,轴指向,t,轴）,x,0,时，,a,0,；,x,A,时，,a,达最大值,5,任一时刻,t,的振动方向：图像斜率为正时速度为正（沿,x,方向），斜率为负时速度为负（沿,x,方向），,x,0,时，速度达最大值,振动方向也可用类比法确定：将振动图像视为蜿蜒起伏的“山坡”，然后顺横坐标,t,时间轴正方向沿图线走去，“上坡路线”的时间内，各时刻物体都向上振动，“下坡路段”的时间内，各时刻物体都向下振动,例：如图所示，是质点的振动图象，则振幅是,_m,，频率是,_Hz,，,0-4s,内质点通过路程是,_m,，,6s,末质点位移是,_m,。,答案：,0.02,、,0.125,、,0.04,、,0.02,例：如图所示，是某简谐振动图象，试由图象判断下列说法哪些正确：,(),A,、振幅是,6cm B,、周期是,8s,C,、,4s,末摆球速度为负，振动加速度为零,D,、第,6s,末摆球的加速度为正，速度为零,E,、第,9s,末摆球的加速度为正，速度为正,F,、,4s,末振子速度为负,加速度为零,G,、第,14s,末振子的加速度为正，速度最大,BCDF,例,:,如图质点做简谐振动的图像,由此可知,:,A,t=0,时，质点的位移、速度均为零,B,t=1s,时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大,C,t=2s,时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零,D,质点的振幅为,5cm,，周期为,2s,BC,例：,某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（）,A,、振子偏离平衡位置的最大距离为,10cm,B,、,1s,到,2s,的时间内振子向平衡位置运动,C,、,2s,时和,3s,时振子的位移相等，运动方向也相同,D,、振子在,2s,内完成一次往复性运动,10,5,0,-5,-10,t/s,x/cm,1 2 3 4 5 6,A B,某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。下列说法正确的是（）,A,、第,1s,内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反,B,、第,2s,末振子相对于平衡位置的位移为,-20cm,C,、第,2s,末和第,3s,末振子相对于平衡位置的位移均相同，但瞬时速度方向相反,D,、第,1s,内和第,2s,内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反。,20,-20,t/,s,x/cm,0 1 2 3 4 5 6,D,巩固练习,描述物体的运动规律一般可以用几种方法？,公式法,即用物理公式表示,图象法,即用物理图象表示,例：,写出振动方程,.,X=10sin(2,t)cm,二、简谐运动的表达式,振幅,圆频率,相位,初相位,相位,相位,是表示物体振动步调的物理量,用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。,实际上经常用到的是,两个相同频率的简谐运动的相位差,，简称相差,同相：,频率相同、初相相同,(,即相差为,0,）的两个振子振动步调完全相同,反相：,频率相同、相差为,的两个振子振动步调完全相反,3,、简谐运动的表达式,1,、同相：相位差为零，一般地为,=2n(n=0,1,2,),2,、反相：相位差为，一般地为,=(2n+1)(n=0,1,2,),2,、甲和乙两个简谐运动的相差为 ，意味着什么,?,意味着乙总是比甲滞后,1/4,个周期或,1/4,次全振动,1,、一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动,?,相位每增加,2,就意味着发生了一次全振动,思考与讨论,1,、右图中是甲乙两弹簧振子的振动图象，两,振动振幅之比为（），,频率之比为（,),，,甲和乙的相差为,(),21,11,课 堂 练 习,练习：,已知：,A=3cm,，,T=8s,，规定向右方向为正方向，从平衡位置,O,（向,B,）开始计时，,试：大致画出它的振动图像？,从,平衡位置,O,（向,B,）开始计时,从,B,开始计时,3:,某简谐运动的位移与时间关系为：,x,=0.1sin,（,100,t,）,cm,由此可知该振动的振幅是,_cm,，频率是,z,，零时刻振动物体的速度与规定正方向,_,（填,“,相同,”,或,“,相反,”,).,0.1,50,相反,T,1,:T,2,=1:1,4:,有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩,x,后释放，第二次把弹簧压缩,2x,后释放，则先后两次振动的周期和振幅之比分别为多少？,A,1,:A,2,=1:2,Thank You,世界触手可及,携手共进，齐创精品工程,