《高二物理选修3-4 11.2 简谐运动的描述 LI》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理选修3-4 11.2 简谐运动的描述 LI（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章 机械运动 两个振子的运动位移有何不同 两个振子的运动位移有何不同 看一看看一看 3 3 振幅是描述 振幅是描述振动强弱振动强弱的物理量 常用的物理量 常用 字母字母A A表示 表示 1 1 定义 振动物体离开平衡位置的最大 定义 振动物体离开平衡位置的最大 距离 叫做振动的振幅 单位是距离 叫做振动的振幅 单位是m m 2 2 振幅的大小 直接反映了振子振动能量 振幅的大小 直接反映了振子振动能量 E EE E K K E E P P 的高低 的高低 1 1 振幅 振幅 静止位置静止位置 振幅振幅 振幅振幅 即平衡位置 即平衡位置 4 4 振子振动范围的大小 就是振幅的两倍 振子振动
2、范围的大小 就是振幅的两倍2A2A n n 一 描述简谐运动的物理量一 描述简谐运动的物理量 区分振幅和位移区分振幅和位移 对于一个给定的振动 对于一个给定的振动 1 1 振子的位移是偏离平衡位置的距离 故时 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 刻在变化 但振幅是不变的 2 2 位移是矢量 振幅是标量 它等于最大 位移是矢量 振幅是标量 它等于最大 位移的数值 位移的数值 振子的运动最显著的特点是什么 振子的运动最显著的特点是什么 往复性往复性 重复性重复性 周期性周期性 想一想想一想 1 1 一次全振动 一次全振动 A O A 振子在振子在AAAA 之间振动 之间
3、振动 O O为平衡位置 为平衡位置 如果从如果从A A点开始运动 经点开始运动 经O O点运动到点运动到A A 点 点 再经过再经过O O点回到点回到A A点 就说它完成了点 就说它完成了一次全一次全 振动振动 此后振子只是重复这种运动 此后振子只是重复这种运动 1 1 从 从O A O AO A O A O O也是一次全振动也是一次全振动 B 2 2 一次全振动的特点 一次全振动的特点 振动路程为振幅的振动路程为振幅的4 4倍倍 全振动全振动 2 2 从 从B A O AB A O A O B O B也是一次全振动也是一次全振动 A A A A O O B B 想一想想一想 一个完整的全振动
4、过程 有什一个完整的全振动过程 有什 么显著的特点 么显著的特点 在一次全振动过程中 一定是在一次全振动过程中 一定是 振子振子连续两次连续两次以以相同速度相同速度通过通过同一同一 点点所经历的过程 所经历的过程 两个振子的运动快慢有何不同 两个振子的运动快慢有何不同 看一看看一看 3 频率f 单位时间内完成的全振动 的次数 单位 Hz 1 1 描述振动快慢的物理量 描述振动快慢的物理量 2 2 周期 周期T T 做简谐运动的物体完成一次全振 做简谐运动的物体完成一次全振 动所需的时间 单位 动所需的时间 单位 s s s s 4 4 周期和频率之间的关系 周期和频率之间的关系 2 2 周期和
5、频率 周期和频率 f f 1 T 1 T 5 5 周期越小 频率越大 运动越快 周期越小 频率越大 运动越快 试一试试一试 如图所示 为一个竖直方向振如图所示 为一个竖直方向振 动的弹簧振子 动的弹簧振子 O O为静止时的位置为静止时的位置 当把振子拉到下方的 当把振子拉到下方的B B位置后 位置后 从静止释放 振子将在从静止释放 振子将在ABAB之间做简之间做简 谐运动 给你一个秒表 怎样测出谐运动 给你一个秒表 怎样测出 振子的振动周期振子的振动周期T T 为了减小测量误差 采用为了减小测量误差 采用累积累积 法法测振子的振动周期测振子的振动周期T T 即用秒表 即用秒表 测出发生 次全振
6、动所用的总时间测出发生 次全振动所用的总时间 t t 可得周期为 可得周期为 T t nT 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固有周期和固有频率 结论 结论 弹簧振子的周期由振动系统本身弹簧振子的周期由振动系统本身 的质量和劲度系数决定 而与振幅无关的质量和劲度系数决定 而
7、与振幅无关 所以常把周期和频率叫做 所以常把周期和频率叫做固有周期固有周期和和 固有频率固有频率 实验结果实验结果 3 3 振动周期与振子的质量有关 质量较小时 振动周期与振子的质量有关 质量较小时 周期较小 周期较小 2 2 振动周期与弹簧的劲度系数有关 劲度系数 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 较大时 周期较小 1 1 振动周期与振幅大小无关 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 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
8、的快慢 它与频率的关系 2 f 3 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 2 反相 相位差为 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 1 1 下列关于振幅的说法中正确的有 下列关于振幅的说法中正确的有 A A 振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移 振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移 B B 振动物体所经过的路程始
9、终大于振幅 振动物体所经过的路程始终大于振幅 C C 振幅是振动物体最大位移的绝对值 振幅是振动物体最大位移的绝对值 D D 简谐振动的振幅随时间呈周期性变化 简谐振动的振幅随时间呈周期性变化 C C 课堂练习课堂练习 CDCD 课堂练习课堂练习 2 2 一 一个质点在平衡位置个质点在平衡位置0 0点附近做简谐运动点附近做简谐运动 若从 若从0 0点开始计时 经过点开始计时 经过3s3s质点第一次经过质点第一次经过 M M点 若再继续运动 又经过点 若再继续运动 又经过2s2s它第二次它第二次经过经过 M M点 则质点第三次经过点 则质点第三次经过M M点所需要的点所需要的时间是时间是 A A
10、 8s B8s B 16s 16s C C 14s D14s D 10 3 s 10 3 s s s 写出振动方程 x x 10sin 2 t 10sin 2 t 2 2 cm cm 课堂练习课堂练习 3 3 一弹簧振子的位移随时间变化的图线如下 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 图所示 试写出相应的函数表达式 科学漫步科学漫步 月相月相 1 1 随着月亮每天在星空 随着月亮每天在星空 中自西向东移动 在地球中自西向东移动 在地球 上看 它的形状从圆到缺上看 它的形状从圆到缺 又从缺到圆周期性地变 又从缺到圆周期性地变 化着 周期为化着 周期为29 529
11、5天 这天 这 就是月亮位相的变化 叫就是月亮位相的变化 叫 做做月相月相 2 2 随着月亮相对于地球和 随着月亮相对于地球和 太阳的位置变化 使它被太阳的位置变化 使它被 太阳照亮的一面有时朝向太阳照亮的一面有时朝向 地球 有时背向地球 朝地球 有时背向地球 朝 向地球的月亮部分有时大向地球的月亮部分有时大 一些 有时小一些 这样一些 有时小一些 这样 就出现了不同的月相 就出现了不同的月相 科学漫步科学漫步 月相月相 1 1 朔 朔 当月球运行到太阳与地球之间 被太阳照亮的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 这一半球背对着地球 此时地球上
12、的人们就看不到月球 这一 天称为天称为 新月新月 也叫 也叫 朔日朔日 即农历初一 即农历初一 2 2 上弦 上弦 随后 月球自西向东逐渐远离太随后 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 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 这一月人们可以看到半个月亮 凸面向西 这一月 相叫相叫 上弦月上弦月 3 3 望 望 当月球运行到地球的背日方向 即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 这一月相称着地球 我们能看到一轮圆月 这一月相称 为为 满月满月 也叫 也叫 望望 4 4 下弦 下弦 满月过后 月球逐渐向太阳靠拢满月过后 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 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 这一三 又能看到半个月亮 凸面向东 这一 月相叫做月相叫做 下弦月下弦月 出现在黄昏出现在黄昏 出现在清晨出现在清晨
