高中物理 1.2 振动的描述课件 鲁科选修34.ppt

振动的描述 复习回顾 机械振动 物体在平衡位置附近所做的往复运动 通常简称为振动 简谐运动的特点 规律回复力 f kx位移方向总是离开平衡位置 回复力 加速度方向总是指向平衡位置 规定总是以平衡位置为起点 物体向平衡位置运动过程 位移 回复力 加速度都减小 速度增大 物体远离平衡位置运动过程 位移 回复力 加速度都增大 速度减小 振动具有周期性和对称性 作简谐运动的物体 当它每次经过同一位置时 一定相同的物理量是 a 速度b 位移c 回复力d 加速度 bcd 例 如图所示 某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧 距平衡位置o点3cm处的b点 已知小球的质量为1kg 小球离开平衡位置的最大距离为5cm 弹簧的劲度系数为200n m 求 1 最大回复力的大小是多少 2 在b点时小球受到的回复力的大小和方向 3 此时小球的加速度大小和方向 4 小球的运动方向怎样 li 例 拓展一步 木块的振动是简谐运动吗 第二节振动的描述 一 振动特征的描述 研究振动也需要位移 速度 加速度等物理量 但振动有它自已的特点 所以需要引入新的物理量来表示这种特点 振幅a 振动物体离开平衡位置的最大距离 表示振动的强弱 单位 米 m 振幅和偏离平衡位置位移的区别 振幅是标量 位移是矢量 给定的一个振动 振幅是确定的 而位移不断变化 振幅等于最大位移的大小 全振动 指振动物体相邻两次运动状态 位移和速度 完全相同所经历的过程 举例说明 周期t 做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间 单位 秒 s t t n 频率 单位时间内完成的全振动的次数单位 赫兹 hz t与 大的关系 1 t 简谐运动的周期 或频率 由什么因素决定 弹簧振子的周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关 与振幅无关 因此改变弹簧的劲度系数或振子的质量 振动的周期会改变 观察两个弹簧的劲度系数不同的弹簧振子的周期 简谐运动的周期由振动系统本身性质决定 与振幅大小无关 称为振动的固有周期 相应的频率称为固有频率 观察两个弹簧的劲度系数相同 振幅不同的弹簧振子的周期 迷你实验 2 简谐运动的图像描述 用图像的方法可以形象地描述简谐运动的物体运动情况每时每刻的变化 描点法 你从图像上得到了哪些信息呢 直接描述的物理量 振幅a 位移的正 或负 最大值 周期t 两相邻的位移和速度完全相同的状态间的时间间隔 任一时刻振动质点的位移 a 2cm t 0 4s 2cm 你从图像上得到了哪些信息呢 间接得到的物理量 频率 1 t任一时刻加速度的方向 总指向平衡位置 任一时刻速度的方向 看发展 速度大小 看斜率某段时间内x f a v等变化情况 3 简谐运动的公式表达 简谐运动的图像是一条正弦 或余弦 曲线 说明简谐运动的位移随时间按正弦 或余弦 曲线规律变化 如何用公式来定量地表示这种变化呢 箭头的端点在x轴上的投影点的运动为简谐运动 公式推导 t o x x t t t 0 角速度 在此常称为圆频率 与周期的关系为 是简谐运动的相位 是t 0时对应的相位 叫初相位 小