11.2 简谐运动的描述.ppt

11 2简谐运动的描述 人教版新课标高中物理选修3 4 两个振子的运动位移有何不同 看一看 3 振幅是描述振动强弱的物理量 常用字母A表示 1 定义 振动物体离开平衡位置的最大距离 叫做振动的振幅 单位是m 2 振幅的大小 直接反映了振子振动能量 E EK EP 的高低 1 振幅 静止位置 即平衡位置 4 振子振动范围的大小 就是振幅的两倍2A 一 描述简谐运动的物理量 区分振幅和位移 对于一个给定的振动 1 振子的位移是偏离平衡位置的距离 故时刻在变化 但振幅是不变的 2 位移是矢量 振幅是标量 它等于最大位移的数值 振子的运动最显著的特点是什么 往复性 重复性 周期性 想一想 1 一次全振动 振子在AA 之间振动 O为平衡位置 如果从A点开始运动 经O点运动到A 点 再经过O点回到A点 就说它完成了一次全振动 此后振子只是重复这种运动 1 从O A O A O也是一次全振动 2 一次全振动的特点 振动路程为振幅的4倍 全振动 2 从B A O A O B也是一次全振动 想一想 一个完整的全振动过程 有什么显著的特点 在一次全振动过程中 一定是振子连续两次以相同速度通过同一点所经历的过程 两个振子的运动快慢有何不同 看一看 3 频率f 单位时间内完成的全振动的次数 单位 Hz 1 描述振动快慢的物理量 2 周期T 做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间 单位 s s 4 周期和频率之间的关系 2 周期和频率 f 1 T 5 周期越小 频率越大 运动越快 试一试 如图所示 为一个竖直方向振动的弹簧振子 O为静止时的位置 当把振子拉到下方的B位置后 从静止释放 振子将在AB之间做简谐运动 给你一个秒表 怎样测出振子的振动周期T 为了减小测量误差 采用累积法测振子的振动周期T 即用秒表测出发生 次全振动所用的总时间t 可得周期为 T t n 周期和频率都反映振动快慢 那么它们与哪些因素有关呢 与振幅无关 固有周期和固有频率 周期和频率都反映振动快慢 那么它们与哪些因素有关呢 与振幅无关 与弹簧有关 劲度系数越大 周期越小 固有周期和固有频率 周期和频率都反映振动快慢 那么它们与哪些因素有关呢 与振子质量有关 质量越大 周期越大 固有周期和固有频率 结论 弹簧振子的周期由振动系统本身的质量和劲度系数决定 而与振幅无关 所以常把周期和频率叫做固有周期和固有频率 实验结果 3 振动周期与振子的质量有关 质量较小时 周期较小 2 振动周期与弹簧的劲度系数有关 劲度系数较大时 周期较小 1 振动周期与振幅大小无关 简谐运动的位移 时间关系振动图象 正弦曲线振动方程 二 简谐运动的表达式 振子水平方向振动的位移恰好等于质点做匀速圆周运动在竖直方向的投影 二 简谐运动的表达式 振幅 圆频率 相位 初相位 1 A叫简谐运动的振幅 表示简谐运动的强弱 2 叫圆频率 表示简谐运动的快慢 它与频率的关系 2 f3 t 叫简谐运动的相位 表示简谐运动所处的状态 叫初相 即t 0时的相位 振动方程中各量含义 1 同相 相位差为零 一般地为 2n n 0 1 2 2 反相 相位差为 一般地为 2n 1 n 0 1 2 4 2 1 叫相位差 两个具有相同频率的简谐运动的初相之差 对频率相同的两个简谐运动有确定的相位差 一 描述简谐运动的物理量 振幅 周期 频率和相位振幅 描述振动强弱 周期和频率 描述振动快慢 相位 描述振动步调 二 简谐运动的表达式 简谐运动的描述小结 1 下列关于振幅的说法中正确的有 A 振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移B 振动物体所经过的路程始终大于振幅C 振幅是振动物体最大位移的绝对值D 简谐振动的振幅随时间呈周期性变化 C 课堂练习 s s 写出振动方程 x 10sin 2 t 2 cm 课堂练习 2 一弹簧振子的位移随时间变化的图线如下图所示 试写出相应的函数表达式 CD 课堂练习 3 一个质点在平衡位置0点附近做简谐运动 若从0点开始计时 经过3s质点第一次经过M点 若再继续运动 又经过2s它第二次经过M点 则质点第三次经过M点所需要的时间是 A 8sB 16sC 14sD 10 3 s 科学漫步 月相 1 随着月亮每天在星空中自西向东移动 在地球上看 它的形状从圆到缺 又从缺到圆周期性地变化着 周期为29 5天 这就是月亮位相的变化 叫做月相 2 随着月亮相对于地球和太阳的位置变化 使它被太阳照亮的一面有时朝向地球 有时背向地球 朝向地球的月亮部分有时大一些 有时小一些 这样就出现了不同的月相 科学漫步 月相 1 朔 当月球运行到太阳与地球之间 被太阳照亮的半球背对着地球 此时地球上的人们就看不到月球 这一天称为 新月 也叫 朔日 即农历初一 2 上弦 随后 月球自西向东逐渐远离太阳 到了农历初七 八 半个亮区对着地球 人们可以看到半个月亮 凸面向西 这一月相叫 上弦月 3 望 当月球运行到地球的背日方向 即农历十五 十六 十七 月球的亮区全部对着