高中物理 振动的描述课件 鲁科版选修34.ppt

高中物理 选修3 4 鲁教版 第2讲振动的描述 目标定位 1 知道振幅 周期和频率的概念 知道全振动的含义 2 知道简谐运动的图象是一条正弦 或余弦 曲线 3 会根据简谐运动的图象找出物体振动的周期和振幅 并能分析有关问题 4 理解简谐运动公式 能从中获取振幅 周期 频率 等相关信息 一 振动特征的描述1 振幅 1 定义 振动物体离开平衡位置的 用a表示 2 物理意义 表示振动的幅度大小或 最大距离 振动强弱 2 周期和频率 1 全振动 如图1 2 1所示 做简谐运动的物体由b点经过o点到达c点 再由c点经过o点返回b点 我们说物体完成了一次 重新回到原来的状态 图1 2 1 全振动 2 周期 定义 完成一次经历的时间 用t表示 物理意义 表示振动的 3 频率 定义 振动物体在1s内完成的次数 用f表示 物理意义 表示振动的 单位 hz 全振动 快慢 全振动 快慢 无关 自由 想一想振幅就是振动物体离开平衡位置的最大位移吗 为什么 答案不是 振幅是一个标量 它是指物体离开平衡位置的最大距离 它既没有负值 也无方向 而最大位移是矢量 既有大小 也有方向 所以振幅不同于最大位移 二 简谐运动的图象描述简谐运动的图象是一条曲线 这一图线直观地表示了做简谐运动物体的位移随时间按规律变化 想一想简谐运动的图象描述的是小球的运动轨迹吗 答案不是 做简谐运动的物体的运动轨迹是往复运动的线段 正弦 或余弦 正弦 或余弦 一 对振动特征描述的理解1 对全振动的理解正确理解全振动的概念 应注意把握全振动的五种特征 1 振动特征 一个完整的振动过程 2 物理量特征 位移 x 速度 v 等各个物理量第一次同时与初始状态相同 即物体从同一方向回到出发点 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 例1 如图1 2 2所示 一弹簧振子在b c两点间做简谐运动 b c间距为12cm o是平衡位置 振子从c点第一次运动到b点的时间为0 5s 则下列说法中正确的是 a 该弹簧振子的周期为1sb 该弹簧振子的频率为2hzc 该弹簧振子的振幅为12cmd 振子从o点出发第一次回到o点的过程就是一次全振动 图1 2 2 二 对简谐运动的图象的理解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 3 任意时刻质点的振动方向 看下一时刻质点的位置 如图1 2 4中a点 下一时刻离平衡位置更远 故a此刻质点向x轴正方向振动 图1 2 4 4 任意时刻质点的速度 加速度 位移的变化情况及大小比较 看下一时刻质点的位置 判断是远离还是靠近平衡位置 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 如图中b 从正位移向着平衡位置运动 则速度为负且增大 加速度 位移正在减小 c从负位移远离平衡位置运动 则速度为负且减小 加速度 位移正在增大 注意 振动图象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 而它的振动图象却是正弦曲线 例2 一质点做简谐运动的图象如图1 2 5所示 下列说法正确的是 图1 2 5 a 质点振动频率是4hzb 在10s内质点经过的路程是20cmc 第4s末质点的速度是零d 在t 1s和t 3s两时刻 质点位移大小相等 方向相同 借题发挥简谐运动的图象的应用 1 可以从图象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 也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 还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 加速度的方向和大小的变化趋势 针对训练如图1 2 6所示为某物体做简谐运动的图象 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 图1 2 6 2 关于两个相同频率的简谐