高中物理 第一章 机械振动 第3讲 简谐运动的图像和公式课件 教科版选修34.ppt_第1页
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第3讲简谐运动的图像和公式 目标定位 1 知道所有简谐运动的图像都是正弦 或余弦 曲线 2 会根据简谐运动的图像找出物体振动的周期和振幅 并能分析有关问题 3 理解简谐运动的表达式 能从该表达式中获取振幅 周期 频率 相位 初相等相关信息 一 简谐运动的图像1 坐标系的建立 以横坐标表示 纵坐标表示 描绘出简谐运动中振动物体离开平衡位置的 随 变化的图像 称为简谐运动的图像 或称 图像 2 图像形状 严格的理论和实验都证明所有简谐运动的运动图像都是 或 曲线 3 由简谐运动图像 可找出物体振动的 和 时间 位移 位移x 时间t 振动 正弦 余弦 周期 振幅 想一想在描述简谐运动图像时 为什么能用薄板移动的距离表示时间 答案匀速拉动薄板时 薄板的位移与时间成正比 即x vt 因此 一定的位移就对应一定的时间 这样匀速拉动薄板时薄板移动的距离就能表示时间 asin t asin 2 ft 振幅 周期 频率 三 简谐运动的相位 相位差1 相位在式x asin 2 ft 中 这个量叫做简谐运动的相位 t 0时的相位 叫做 简称 2 相位差指两振动的相位之差 2 ft 初相位 初相 1 形状 正 余 弦曲线2 物理意义表示振动质点在不同时刻偏离平衡位置的位移 是位移随时间的变化规律 一 对简谐运动图像的认识 4 判断质点的速度 加速度 位移的变化情况 若远离平衡位置 则速度越来越小 加速度 位移越来越大 若靠近平衡位置 则速度越来越大 加速度 位移越来越小 注意 振动图像描述的是振动质点的位移随时间的变化关系 而非质点运动的轨迹 比如弹簧振子沿一直线做往复运动 其轨迹为一直线 而它的振动图像却是正弦曲线 例1 多选 如图3所示为某物体做简谐运动的图像 下列说法中正确的是 a 由p q 位移在增大b 由p q 速度在增大c 由m n 位移先减小后增大d 由m n 加速度先增大后减小 答案ac 借题发挥简谐运动图像的应用 1 可以从图像中直接读出某时刻质点的位移大小和方向 速度方向 加速度方向 质点的最大位移 2 可比较不同时刻质点位移的大小 速度的大小 加速度的大小 3 可以预测一段时间后质点位于平衡位置的正向或负向 质点位移的大小与方向 速度 加速度的大小和方向的变化趋势 针对训练1一质点做简谐运动的图像如图4所示 在前2s内具有最大负方向速度的时刻是 a 0 5sb 1sc 1 5sd 2s解析质点经过平衡位置时速度最大 速度方向也可以根据切线斜率的正 负来判断
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