2021-2022学年高二物理竞赛课件：简谐振动位移、速度和加速度相位比较和单摆和复摆.pptx

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1、简谐振振动位移、速度和加速度位移、速度和加速度相位比相位比较和和单摆和复和复摆位移位移速度速度加速度加速度 速度超前位移速度超前位移，落后加速度，落后加速度位移和加速度反相位移和加速度反相简谐振动位移、速度和加速度相位比较简谐振动位移、速度和加速度相位比较 其周期均为其周期均为5s，t=0时，质点时，质点1在在处向处向x轴负方向轴负方向运动，质点运动，质点2在在A处处1)用旋转矢量法用旋转矢量法求两个谐振动的初相差求两个谐振动的初相差2)两个质点第一次两个质点第一次经过平衡位置的时刻经过平衡位置的时刻*根据给出条件作出两个质点旋转矢量图根据给出条件作出两个质点旋转矢量图两个振动方程两个振动方程

2、两个谐振动的初相差两个谐振动的初相差令令质点质点1第一次经过平衡点第一次经过平衡点令令质点质点2第一次经过平衡点第一次经过平衡点两个质点第一次经过平衡位置的时刻两个质点第一次经过平衡位置的时刻单摆和复摆单摆和复摆1单摆单摆在角度在角度 时时质质量量忽忽略略不不计计，且且不不可可伸伸缩缩的的细细线线，下下端端系系一一个个可可视视为为质点的重物，质点的重物，选逆时针转过角度为正，忽略空气阻力。选逆时针转过角度为正，忽略空气阻力。切向运动方程切向运动方程角位移很小角位移很小简谐运动的微分方程简谐运动的微分方程单摆振动方程单摆振动方程摆动角度很小时为简谐运动摆动角度很小时为简谐运动 复摆复摆受到的重力

3、矩受到的重力矩转动方程转动方程复摆运动方程复摆运动方程微分运动方程微分运动方程摆动角度很小时为简谐运动摆动角度很小时为简谐运动复摆的质量复摆的质量m，质心，质心C 到转轴的距离到转轴的距离l 选取弹簧原长处势能为零选取弹簧原长处势能为零 运动方程运动方程动能动能势能势能机械能机械能动能动能势能势能周期内平均势能周期内平均势能周期内平均动能周期内平均动能机械能机械能简谐振动问题讨论简谐振动问题讨论 1)选定研究对象选定研究对象_坐标原点和坐标正方向的选取坐标原点和坐标正方向的选取2)分析物体受力分析物体受力_根据牛顿定律或刚体绕定轴转动定律根据牛顿定律或刚体绕定轴转动定律列出运动微分方程列出运动

4、微分方程_求解振动方程求解振动方程3)由初始条件确定振动的振幅和初相由初始条件确定振动的振幅和初相4)写出振动方程写出振动方程5)计算位移计算位移_速度速度_加速度加速度_动能动能_势能和机械能势能和机械能*选取平衡点为原点选取平衡点为原点Ox 轴正方向向下轴正方向向下,一劲度系数一劲度系数的轻弹簧，上端固定的轻弹簧，上端固定下端悬挂一质量下端悬挂一质量的物体。的物体。平衡时弹簧伸长平衡时弹簧伸长，如果向下拉物体，如果向下拉物体然后给物体一个向上的速度然后给物体一个向上的速度求物体的运动微分方程求物体的运动微分方程及确定其运动规律及确定其运动规律物体受力物体受力运动方程运动方程简谐振动简谐振动初始条件初始条件运动方程运动方程振幅振幅初相初相