简谐运动的描述 (2)ppt课件

1、简谐运动的描述,教学目标,理解振幅、周期和频率，了解相位。,能用公式描述简谐运动。,简谐运动的振幅、周期和频率的概念。,相位的物理意义。,振幅和位移的联系和区别、周期和频率的联系和区别。,对全振动概念的理解，对振动的快慢和振动物体运动的快慢的理解。,相位的物理意义。,教学难点,教学重点,前情回顾,什么是简谐运动？,如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x-t图像）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。,简谐运动的图像是怎样的？,是一条正弦曲线,以下两个振子的运动位移有何不同？,下面振动的最大位移比上面的要大,掌握简谐运动振幅的物理意义。,掌握简谐运动周期、频率的物理意

2、义。,掌握简谐运动中相位的物理意义。,描述简谐运动的物理量,描述简谐运动的物理量振幅,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。,振幅是描述振动强弱的物理量，常用字母A表示。,静止位置：即平衡位置,振子振动范围的大小，就是振幅的两倍2A。,振幅,振幅,描述简谐运动的物理量振幅,如图，在竖直弹簧振子的简谐运动中,O点为平衡位置，小球运动的最高点和最低点分别是M点和M点,描述简谐运动的物理量振幅,区分振幅和位移,对于一个给定的振动：,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。,位移是矢量，振幅是标量，它等于最大位移的数值。,描述简谐运动的物理量全振动,分

3、别观察水平弹簧振子和竖直弹簧振子的运动，说说振子的运动最显著的特点是什么。,往复性-重复性-周期性,描述简谐运动的物理量全振动,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。,从OAOAO也是一次全振动,从BAOAOB也是一次全振动,A O A,B,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。,一次全振动的特点：振动路程为振幅的4倍,A O A,B,描述简谐运动的物理量全振动,描述简谐运动的物理量全振动

4、,如图，在竖直弹簧振子的简谐运动中,OMOMO是完整的一次全振动,还有哪些过程是完整的一次全振动,MOM OM,M O MO M,描述简谐运动的物理量全振动,一个完整的全振动过程，振子的速度有什么显著的特点？,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。,描述简谐运动的物理量全振动,试指出一个完整的全振动过程在振动图中对应哪段曲线？,描述简谐运动的物理量周期和频率,以下两个振子的运动快慢有何不同？,完成一个全振动所经历的时间相同,描述简谐运动的物理量周期和频率,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。,经过一个周期，振动物体的振动状态完全恢复,频

5、率f：单位时间内完成的全振动的次数，单位：Hz。,周期和频率之间的关系：,f=1/T,物理意义：描述振动快慢的物理量,周期越小，频率越大，运动越快。,描述简谐运动的物理量周期和频率,在简谐运动的振动图中，一个周期对应的过程。,从经过平衡位置到下一次以相同速度经过平衡位置,从到达最大位移到下一次以相同速度到达最大位移,从任意位置到下一次以相同速度到达该位置,描述简谐运动的物理量周期和频率,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

6、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,影响简谐运动周期大小的因素,周期和频率都反映弹簧振子振动的快慢，那么它们与哪些因素有关呢？,猜想：,振幅、劲度系数、质量,控制变量法,影响简谐运动周期大小的因素,探究：弹簧振子周期的影响因素振幅,弹簧振子的周期与振幅无关。,影响简谐运动周期大小的因素,探究：弹簧振子周期的影响因素劲度系数,其他条件相同时，弹簧劲度系数越大，弹簧振子的周期越小。,影响简谐运动周期大小的因素,探究：弹簧振子周期的影响因素振子质量,其他条件相同时，弹簧的质量越大，弹簧振子的周期越大。,影响简谐运动周期大小的因素,总结,弹簧振子的振子质量越大，弹簧的

7、劲度系数越小，其周期越大；,弹簧振子的周期与振幅无关,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。,影响简谐运动周期大小的因素,周期由系统自身的性质决定，与振动的振幅无关。,声音响度振动幅度 声音音调振动频率,大量实验结果表明：,简谐运动周期的公式,弹簧振子做简谐运动的周期与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度系数决定。,简谐运动周期公式的理解,对公式的理解 （以竖直弹簧振子为例）,k一定时，T与m的关系,质量大的加速度小,通过相同距离所用的时间较长,F=kx,F=kx=ma,劲度系数大的加速度大,通过相同距离所用的时间较短,简谐运动

8、周期公式的理解,对公式的理解 （以竖直弹簧振子为例）,F=kx,kx=ma,m一定时，T与k的关系,简谐运动周期公式的理解,对公式的理解 （以竖直弹簧振子为例）,F=kx,kx=ma,T与A无关,振幅大的虽然运动的距离较长,但其加速度也较大,简谐运动周期和振幅的联系,简谐运动中，周期和振幅有什么联系吗？,1T内，物体通过的路程为_,4A,T/2内，物体通过的路程为2A？,简谐运动周期和振幅的联系,T/2内，物体通过的路程一定为2A,T/4内，物体通过的路程为A？,简谐运动周期和振幅的联系,不一定,并列悬挂两个小球，悬线长度相同。,描述简谐运动的物理量相位,把它们拉起同样的角度后同时放开。,振幅

9、、周期都相同，并且振动同步,如果先放第一个小球，后放第二个小球，此时它们的运动步调还一致吗？,不一致,相位：描述振动物体所处的状态,描述简谐运动的物理量相位,A、B同相位,A、B反相位,A相位落后于B,月相,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。,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。,人有悲欢离合， 月有阴晴圆缺,月相,上弦,朔,下弦,望,月相,朔当月球运行到太阳与地球之间，被太

10、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。,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”。,出现在黄昏,月相,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地球，我们能看到一轮圆月，这一月相称为“满月”，也叫“望”。,下弦满月过后，月球逐渐向太阳靠拢，亮区西侧开始亏缺，到农历二十二、二十三，又能看到半个月亮（凸面向东），这一月相叫做“下弦月”。,出现在清晨,简谐运动的图像是一个正弦曲线，那么你能写出它的表达式吗？,会运用数学表达式

11、来表示简谐运动。,能根据简谐运动的表示式获取简谐运动的各物理量信息。,简谐运动的表达式,简谐运动的表达式,简谐运动的图像,简谐运动的表达式：,简谐运动完成一次全振动,振动图象：正弦曲线,A表示简谐运动的振幅,简谐运动的表达式,简谐运动的表达式,而,简谐运动的表达式,简谐运动的表达式,一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动？,相位每增加2就意味着发生了一次全振动,简谐运动的表达式,两个振动频率相同的简谐运动的相位差,对频率相同的两个简谐运动有确定的相位差,简谐运动的表达式,意味着乙总是比甲滞后1/4个周期或1/4次全振动,简谐运动的表达式,相位,振幅,圆频率,初相位,问题与练习,问题与练习,如图是两个简谐运动的振动图象，它们的相位差是多少？,问题与练习,依题可分别写出甲、乙两个运动中x随t变