高中物理 第11章 第2节 简谐运动的描述课件 新人教版选修34.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 4 机械振动 第十一章 第二节简谐运动的描述 第十一章 音乐会上 各具特色的乐器会给我们留下深刻的印象 不同乐器都在和谐地振动 在我们说话时 用手摸喉部 能感受到声带的振动 这些都表明振动具有不同的特征 如何科学地来描述振动呢 1 振幅 1 定义 振动物体离开平衡位置的 用a表示 单位 m 2 物理意义 表示振动的 是标量 2 全振动 1 振子以相同的速度相继通过 所经历的过程 即一个完整的振动过程 2 不管以哪里作为开始研究的起点 弹簧振子完成一次全振动的时间总是 的 描述简谐运动的物理量 最大距离 强弱 同一位置 相等 3 周期和频率 1 周期 做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的 用t表示 单位 s 2 频率 单位时间内完成全振动的 用f表示 单位 hz 3 周期t与频率f的关系 t 4 物理意义 周期和频率都是表示物体 的物理量 周期越小 频率 表示物体振动越快 时间 次数 振动快慢 越大 3 相位用来描述周期性运动在各个时刻所处的 其单位是 或度 不同状态 弧度 1 简谐运动的一般表达式x 式中 a是振幅 t是周期 0是初相位 2 相位差对两个简谐运动x1 a1sin t 1 和x2 a2sin t 2 即是两振动的相位差 简谐运动的表达式 2 1 一 对全振动的理解正确理解全振动的概念 应注意把握振动的五个特征 1 振动特征 一个完整的振动过程 2 物理量特征 位移 x 加速度 a 速度 v 三者第一次同时与初始状态相同 3 时间特征 历时一个周期 4 路程特征 振幅的4倍 5 相位特征 增加2 二 振幅 位移和路程的关系 扬声器发声时 手摸喇叭的发音纸盆会感觉到它在振动 把音响声音调大 发觉纸盆的振动更加剧烈 想想这是为什么 答案 扬声器发出的声音是由其喇叭的纸盆振动形成的 振动越剧烈 即振幅越大 纸盆振动的能量越大 喇叭越响 手感觉纸盆振动得越厉害 说明振幅是反映振动剧烈程度的物理量 特别提醒 关于相位差 2 1的说明 1 取值范围 2 0 表明两振动步调完全相同 称为同相 表明两振动步调完全相反 称为反相 3 0 表示振动2比振动1超前 0 表示振动2比振动1滞后 银川一中2013 2014学年高二下学期期末 一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y 0 1sin 2 5 t 位移y的单位为m 时间t的单位为s 则 a 弹簧振子的振幅为0 2mb 弹簧振子的周期为1 25sc 在t 0 2s时 振子的运动速度为零d 弹簧振子的振动初相位为2 5 答案 c 解析 由表达式可知 a 0 1m t 0 8s 0 所以a b d均错 t 0 2s时 振子在最大位移处 速度为零 c正确 弹簧振子以o点为平衡位置在b c两点间做简谐运动 bc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 振子的振幅 2 振子的周期和频率 3 振子在5s内通过的路程及位移大小 描述简谐运动的物理量 答案 10cm 2 1s 1hz 3 200cm 10cm 点评 一个全振动的时间叫做周期 周期和频率互为倒数关系 简谐运动的位移是振子离开平衡位置的距离 要注意各物理量之间的区别与联系 答案 d 解析 在t 0时刻 质点的位移为零 质点经过平衡位置 速度最大 而加速度为零 故a错误 在t 4s时 质点经过平衡位置沿正方向运动 此时质点的速度最大 故b错误 质点的振幅为a 5cm 周期为t 4s 保持不变 故c错误 d正确 如图所示为a b两个简谐运动的位移 时间图象 请根据图象写出这两个简谐运动的表达式 简谐运动的表达式 答案 bc 所以 选项a错 b对 由于它们的振动周期相同所以它们的相位差为 3 4有确定的值 故选项c正确 选项d不对 由于它们的相位差为 3 4 12 因此它们在振动时步调不一致 只有两个频率相同的振动 且相位差 2 1 2n n 0 1 2 时 它们的振动步调才会一致 这就是我们常说的同相 若 2 1 2n 1 说明这两个振动正好相反 我们叫它反相 如图所示 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船 当日风浪很大 游船上下浮动 可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动 振幅为20cm 周期为3 0s 当船上升到最高点时 甲板刚好与码头地面平齐 地面与甲板的高度差不超过10cm时 游客能舒服地登船 在一个周期内 游客能舒服地登船的时间是 a 0 5sb 0 75sc 1 0sd 1 5s 开放 探究 答案 c点评 本题考查简谐运动在实际问题中的应用 简谐运动问题结合图象分析准确直观方便 如图所示 某同学看到一只鸟落在树枝上的p处 树枝在10s内上下振动了6次 鸟飞走后 他