人教版高中物理 1.2 振动的描述课件 鲁科选修34.ppt

v振动的描述振动的描述12复复 习习 回回 顾顾v【机械振动】：物体在平衡位置附近所做的往复【机械振动】：物体在平衡位置附近所做的往复运动，通常简称为振动。运动，通常简称为振动。v简谐运动的特点、规律简谐运动的特点、规律回复力：回复力：F=-k x F=-k x位移方向总是离开平衡位置，回复力、加速度方向总位移方向总是离开平衡位置，回复力、加速度方向总是指向平衡位置。（规定总是以平衡位置为起点）是指向平衡位置。（规定总是以平衡位置为起点）物体向平衡位置运动过程，位移、回复力、加速度都物体向平衡位置运动过程，位移、回复力、加速度都减小，速度增大。物体远离平衡位置运动过程，位移、减小，速度增大。物体远离平衡位置运动过程，位移、回复力、加速度都增大，速度减小。回复力、加速度都增大，速度减小。振动具有周期性和对称性。振动具有周期性和对称性。3作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（一定相同的物理量是（）A A：速度：速度 B B：位移：位移 C C：回复力：回复力 D D：加速度：加速度BCD【例】【例】4如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置衡位置右侧，距平衡位置O O点点3cm3cm处的处的B B点，已点，已知小球的质量为知小球的质量为1kg1kg，小球离开平衡位置的最，小球离开平衡位置的最大距离为大距离为5cm5cm，弹簧的劲度系数为，弹簧的劲度系数为200N/m200N/m，求：，求：（1 1）最大回复力的大小是多少？）最大回复力的大小是多少？（2 2）在）在B B点时小球受到的回复力的大小和方向？点时小球受到的回复力的大小和方向？（3 3）此时小球的加速度大小和方向？）此时小球的加速度大小和方向？（4 4）小球的运动方向怎样？）小球的运动方向怎样？OBLI【例】【例】5拓展一步拓展一步v木块的振动是简谐运动吗？木块的振动是简谐运动吗？6第二节第二节 振动的描述振动的描述一、振动特征的描述一、振动特征的描述v研究振动也需要研究振动也需要位移位移、速度速度、加速度加速度等物理量，等物理量，但振动有它自已的特点，所以需要引入但振动有它自已的特点，所以需要引入新的物理新的物理量量来表示这种特点。来表示这种特点。v 振幅振幅AA振动物体离开平衡位置的最大距离振动物体离开平衡位置的最大距离.表示表示振动的强弱振动的强弱.单位单位:米米(m)(m)振幅和偏离平衡位置位移的区别：振幅是标量，位移是矢量给定的一个振动，振幅是确定的，而位移不断变化振幅等于最大位移的大小8v 全振动全振动 指振动物体相邻两次运动状态指振动物体相邻两次运动状态(位移和速位移和速度度)完全相同所经历的过程完全相同所经历的过程.（举例说明）（举例说明）v 周期周期TT做简谐运动的物体完成一次全振动所需要做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间的时间.单位：秒（单位：秒（S S）T=t/n T=t/nv 频率频率单位时间内完成的全振动的次数单位时间内完成的全振动的次数 单位：赫兹（单位：赫兹（HZHZ）vT T与与 大的关系大的关系:1/T 9简谐运动的周期（或频率）由什么因素决定？简谐运动的周期（或频率）由什么因素决定？v弹簧振子的弹簧振子的周期周期只与弹簧的劲度系数和振子的质只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关，与量有关，与振幅振幅无关无关.因此改变弹簧的劲度系数或因此改变弹簧的劲度系数或振子的质量，振动的周期会改变。振子的质量，振动的周期会改变。（观察两个弹簧的劲度系数不同的弹簧振子的周期）（观察两个弹簧的劲度系数不同的弹簧振子的周期）v简谐运动的周期由振动系统简谐运动的周期由振动系统本身性质本身性质决定，与决定，与振振幅幅大小无关，称为振动的大小无关，称为振动的固有周期，相应的频率固有周期，相应的频率称为固有频率称为固有频率。（观察两个弹簧的劲度系数相同、振幅不同的弹簧振子的周期）（观察两个弹簧的劲度系数相同、振幅不同的弹簧振子的周期）10迷迷你你实实验验2.简谐运动的图像描述简谐运动的图像描述用图像的方法可以形象地描述简谐运动的物用图像的方法可以形象地描述简谐运动的物体运动情况每时每刻的变化。体运动情况每时每刻的变化。11描点法描点法12你从图像上得到了哪些信息呢？你从图像上得到了哪些信息呢？v直接描述的物理量：直接描述的物理量：振幅振幅A A 位移的正（或负）最大值位移的正（或负）最大值 周期周期T T 两相邻的位移和速度完全相同的状态间的时间两相邻的位移和速度完全相同的状态间的时间间隔。间隔。任一时刻振动质点的任一时刻振动质点的位移位移A=2cmT=0.4s0-2X/cmt/s20.10.20.30.40.50.60.70.8=-2cm13你从图像上得到了哪些信息呢？你从图像上得到了哪些信息呢？v间接得到的物理量：间接得到的物理量：频率频率：=1/T =1/T 任一时刻加速度的方向任一时刻加速度的方向:总指向平衡位置。总指向平衡位置。任一时刻速度的方向：看发展；速度大小：看斜率任一时刻速度的方向：看发展；速度大小：看斜率某段时间内某段时间内X.F.a.vX.F.a.v等变化情况。等变化情况。0-2X/cmt/s20.10.20.30.40.50.60.70.8143.简谐运动的公式表达简谐运动的公式表达v简谐运动的图像是一条正弦（或余弦）曲线，说简谐运动的图像是一条正弦（或余弦）曲线，说明简谐运动的位移随时间按正弦（或余弦）曲线明简谐运动的位移随时间按正弦（或余弦）曲线规律变化。规律变化。如何用公式来定量地表示这种变化呢？如何用公式来定量地表示这种变化呢？15箭头的端点在箭头的端点在x x轴上的投影点轴上的投影点的运动为简谐的运动为简谐运动运动.公式推导公式推导16 t+oxxt=tt=0 角速度角速度 在此常称为在此常称为圆频率圆频率，与周期的关系为：与周期的关系为：是简谐运动的是简谐运动的相位相位，是是t=0时对应的相位，叫时对应的相位，叫初相位初相位。1718小结小结v振动特征的描述：振动特征的描述：振幅振幅周期周期频率频率v图像的描述：图像的描述：v公式表达：公式表达：19作业作业vP11 1P11 1、3 3、4 4、5 5、6 6v导练练习导练练习20画简谐运动的画简谐运动的 图图角速度与周期之间的关系：角速度与周期之间的关系：21