人教课标版高中物理选修3-4第十一章机械振动第二节简谐运动的描述PPT课件.ppt

简谐运动的描述,授课教师：石劲蕾,选修 34 11.2 简谐运动的描述,选修 34 11.2 简谐运动的描述,复习回顾,物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做往复运动。通常简称为振动。 平衡位置：振子原来静止时的位置,1、机械振动：,不计阻力、弹簧的质量与小球相比可以忽略。,2、弹簧振子理想化模型：,3、简谐运动：,质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（xt图象）是一条正弦曲线 。,选修 34 11.2 简谐运动的描述,如图是某质点做简谐振动的振动图象。根据图像中的信息，回答下面问题。 （1）质点离开平衡位置的最大距离有多大？ （2）在1.5s和2.5s这两个时刻，质点的位置各在哪里？ （3）在1.5s和2.5s这两个时刻，质点向哪个方向运动？ （4）质点相对于平衡位置的位移方向在哪些时间内跟它瞬时速度方向相同？在哪些时间内跟瞬时速度的方向相反？ （5）质点在第2s末的位移是多少？ （6）质点在前2s内走过的路程是多少？,由图象可以知道哪些信息？,见课本P5习题,选修 34 11.2 简谐运动的描述,阅读课本P5P6，完成下列问题,1、振幅的定义及其物理意义,（1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，用字母A表示。,（2）物理意义：描述振动强弱的物理量。,振幅的两倍（2A）表示振动物体运动范围,简谐运动OA = OB,振幅A是标量,描述简谐运动的物理量,选修 34 11.2 简谐运动的描述,2、什么叫做全振动、周期、频率,（1）定义：周期T：振子完成一次全振动所需要的时间。,一次全振动：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。,频率f：单位时间内完成全振动的次数,问题：若从振子经过C向右起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？,周期和频率描述振动快慢的物理量,频率的单位是 赫兹(Hz)，周期的单位是秒（s）,描述简谐运动的物理量,选修 34 11.2 简谐运动的描述,简谐运动的周期公式,做一做,简谐运动的周期和频率由振动系统本身的因素决定，与振幅无关。,选修 34 11.2 简谐运动的描述,描述简谐运动的物理量,3、相位：,描述周期性运动的物体在各个时刻所处状态的物理量.,以x代表质点对于平衡位置的位移，t代表时间，则,(1)、公式中的A 代表什么?,(2)、叫做什么?它和T、f之间有什么关系?,(3)、公式中的相位用什么来表示?,(4)、什么叫简谐振动的初相?,选修 34 11.2 简谐运动的描述,简谐运动的表达式,振幅,角速度,相位,初相位,是一个与频率成正比的量，叫做简谐运动的“圆频率”,选修 34 11.2 简谐运动的描述,描述简谐运动的物理量,选修 34 11.2 简谐运动的描述,简谐运动的表达式,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。,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,同相：,频率相同、相差为的两个振子振动步调完全相反,反相：,选修 34 11.2 简谐运动的描述,思考与讨论,1、一个物体运动时其相位变化多少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,2、甲和乙两个简谐运动的相差为/2 ，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,选修 34 11.2 简谐运动的描述,小 结,一、描述简谐运动的物理量,1、振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离,2、周期T：完成一次全振动所需要的时间,频率f：单位时间内完成全振动的次数,3、相位：周期性运动的物体在各个时刻所处的不同的状态,二、简谐运动的表达式,选修 34 11.2 简谐运动的描述,课 堂 练 习,1.某简谐运动的位移与时间关系为：x=0.1sin（100t）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,2、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？,T1:T2=1:1,A1:A2=1:2,选修 34 11.2 简谐运动的描述,3、弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点之间做简谐振动，B、C相距20cm，某时刻振子处于B点，经过0.5s，振子首次到达C点，求： （1）振子的周期和频率 （2）振子在5s末的位移的大小 （3）振子5s内通过的路程,课 堂 练 习,T1.0s,f1 H