《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述》ppt課件(PPT 31頁)

1、第十一章 機(jī)械運(yùn)動(dòng).第1頁，共31頁。彈簧振子的再研究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：“一個(gè)中心,兩個(gè)基本點(diǎn)”1、圍繞著“一個(gè)中心”位置2、偏離“平衡位置”有最大位移3、在兩點(diǎn)間“往復(fù)”運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性O(shè)BB.第2頁，共31頁。彈簧振子的再研究2、偏離“平衡位置”有最大位移描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量振幅質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離叫振幅2m問題1、該彈簧振子的振幅多大問題2、該彈簧振子到達(dá)A點(diǎn)時(shí)候離O點(diǎn)的距離.第3頁，共31頁。彈簧振子的再研究描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量3、在兩點(diǎn)間“往復(fù)”運(yùn)動(dòng)周期（頻率）振子進(jìn)行一次完整的振動(dòng)（全振動(dòng)）所經(jīng)歷的時(shí)間問題1、ODBDO是一個(gè)周期嗎？問題2、若從振子經(jīng)過C向右起，經(jīng)過怎樣的運(yùn)動(dòng)才

2、叫完成一次全振動(dòng)？.第4頁，共31頁。1）、一次全振動(dòng)：A/ O A 振子在AA/之間振動(dòng)，O為平衡位置。如果從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A/點(diǎn)，再經(jīng)過O點(diǎn)回到A點(diǎn)，就說它完成了一次全振動(dòng)，此后振子只是重復(fù)這種運(yùn)動(dòng)。（1）從OAOA/O也是一次全振動(dòng)B2）、一次全振動(dòng)的特點(diǎn)：振動(dòng)路程為振幅的4倍全振動(dòng)（2）從BAOA/OB也是一次全振動(dòng)A/AOB.第5頁，共31頁。想一想 一個(gè)完整的全振動(dòng)過程，有什么顯著的特點(diǎn)？ 在一次全振動(dòng)過程中，一定是振子連續(xù)兩次以相同速度通過同一點(diǎn)所經(jīng)歷的過程。（強(qiáng)調(diào)方向性）.第6頁，共31頁。周期的可能影響因素彈簧振子的再研究.第7頁，共31頁。周期的可能影響因素彈簧

3、振子的再研究如何測(cè)時(shí)間？在什么位置測(cè)時(shí)間？結(jié)論：周期大小與振幅無關(guān)！.第8頁，共31頁。兩個(gè)振子的運(yùn)動(dòng)快慢有何不同？看一看.第9頁，共31頁。3)、頻率f：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，單位：Hz。1)、描述振動(dòng)快慢的物理量2)、周期T：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間，單位：s。s4)、周期和頻率之間的關(guān)系：2、周期和頻率f=1/T5)、周期越小，頻率越大，運(yùn)動(dòng)越快。.第10頁，共31頁。試一試 如圖所示，為一個(gè)豎直方向振動(dòng)的彈簧振子，O為靜止時(shí)的位置，當(dāng)把振子拉到下方的B位置后，從靜止釋放，振子將在AB之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，給你一個(gè)秒表，怎樣測(cè)出振子的振動(dòng)周期T？ 為了減小測(cè)量誤差，采用

4、累積法測(cè)振子的振動(dòng)周期T，即用秒表測(cè)出發(fā)生次全振動(dòng)所用的總時(shí)間t，可得周期為T=t/n.第11頁，共31頁。實(shí)驗(yàn)1：探究彈簧振子的T與A的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)2：探究彈簧振子的T與k的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)3：探究彈簧振子的T與m的關(guān)系.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：.第12頁，共31頁。周期和頻率都反映振動(dòng)快慢，那么它們與哪些因素有關(guān)呢？與振幅無關(guān)。固有周期和固有頻率.第13頁，共31頁。周期和頻率都反映振動(dòng)快慢，那么它們與哪些因素有關(guān)呢？與振幅無關(guān)。與彈簧有關(guān)，勁度系數(shù)越大，周期越小。固有周期和固有頻率.第14頁，共31頁。周期和頻率都反映振動(dòng)快慢，那么它們與哪些因素有關(guān)呢？與振子質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，周期越大。固有周期和固有頻率.

5、第15頁，共31頁。結(jié)論：彈簧振子的周期由振動(dòng)系統(tǒng)本身的質(zhì)量和勁度系數(shù)決定，而與振幅無關(guān)，所以常把周期和頻率叫做固有周期和固有頻率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果3、振動(dòng)周期與振子的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量較小時(shí)，周期較小。2、振動(dòng)周期與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)較大時(shí)，周期較小。1、振動(dòng)周期與振幅大小無關(guān)。.第16頁，共31頁。1、振幅是一個(gè)標(biāo)量，是指物體偏離平衡位置的最大距離。它沒有負(fù)值，也無方向，所以振幅不同于最大位移。2、在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，振幅跟頻率或周期無關(guān)。在一個(gè)穩(wěn)定的振動(dòng)中，物體的振幅是不變的。3、振動(dòng)物體在一個(gè)全振動(dòng)過程中通過的路程等于4個(gè)振幅，在半個(gè)周期內(nèi)通過的路程等于兩個(gè)振幅，但在四分之一周期內(nèi)通過的路程不

6、一定等于一個(gè)振幅，與振動(dòng)的起始時(shí)刻有關(guān)。幾點(diǎn)注意事項(xiàng).第17頁，共31頁。4、振幅與振動(dòng)的能量有關(guān)，振幅越大，能量越大。5、周期與頻率的關(guān)系：T=1/f6、物體的振動(dòng)周期與頻率，由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定，與振幅無關(guān)，所以其振動(dòng)周期稱為固有周期。振動(dòng)頻率稱為固有頻率。幾點(diǎn)注意事項(xiàng).第18頁，共31頁?？偨Y(jié)：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，在通過對(duì)稱于平衡位置的AB兩個(gè)位置時(shí)，相對(duì)應(yīng)的各個(gè)各個(gè)物理量具有怎樣的關(guān)系？1、位移大小相等，方向相反2、速度大小相等，方向可能相同，也可能相反3、加速度大小相等，方向相反4、從平衡位置到達(dá)這兩個(gè)或從這兩個(gè)點(diǎn)直接到達(dá)平衡位置的時(shí)間相等（對(duì)稱關(guān)系）.第19頁，共31頁。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

7、圖像得到的信息1、從圖像中可直接讀出在不同時(shí)刻的位移值，從而知道位移X隨時(shí)間變化的情況2、可以確定振幅3、可以確定振動(dòng)的周期和頻率4、可以用作曲線上某點(diǎn)的切線的辦法確定各時(shí)刻的速度大小和方向5、由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度和位移大小成正比，方向相反，可以根據(jù)圖像上各時(shí)刻的位移變化情況確定質(zhì)點(diǎn)加速度的變化情況.第20頁，共31頁。1.同時(shí)釋放，運(yùn)動(dòng)步調(diào)一致。2.先后釋放，運(yùn)動(dòng)步調(diào)不一致。3.為了描述振動(dòng)物體所處的狀態(tài)和比較兩振動(dòng)物體的振動(dòng)步調(diào)，引入相位這個(gè)物理量.第21頁，共31頁。如果兩個(gè)擺球振動(dòng)的步調(diào)一致，稱為同相；步調(diào)完全相反，則稱為反相。相位表示物體振動(dòng)步調(diào)的物理量，即用相位來描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)在一個(gè)

8、全振動(dòng)中所處的階段。.第22頁，共31頁。 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間關(guān)系 振動(dòng)圖象：正弦曲線 振動(dòng)方程：思考題：1、振幅就是最大位移嗎？ 振幅是一個(gè)標(biāo)量，指物體偏離平衡位置的最大距離。它沒有負(fù)值，也無方向，所以振幅不同于最大位移。2、頻率越大，振幅就越大嗎？ 在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，振幅跟頻率或周期無關(guān)。在一個(gè)穩(wěn)定的振動(dòng)中，物體的振幅是不變的。3、一次全振動(dòng)通過的路程是幾個(gè)振幅？ 半個(gè)周期內(nèi)通過幾個(gè)振幅？ 四分之一周期內(nèi)通過幾個(gè)振幅？ 振動(dòng)物體在一個(gè)全振動(dòng)過程中通過的路程等于4個(gè)振幅，在半個(gè)周期內(nèi)通過的路程等于兩個(gè)振幅，但在四分之一周期內(nèi)通過的路程不一定等于一個(gè)振幅，與振動(dòng)的起始時(shí)刻有關(guān)。1T通過路程S=4

9、A,1/2T路程S=2A二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式.第23頁，共31頁。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式振幅圓頻率相位初相位.第24頁，共31頁。1. A叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅.表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱.2. 叫圓頻率.表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的快慢. 它與頻率的關(guān)系： =2f 3.“ t+” 叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位.它是隨時(shí)t不斷變化的物理量表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)所處的狀態(tài). 叫初相,即t=0時(shí)的相位.振動(dòng)方程中各量含義：.第25頁，共31頁。(1)同相：相位差為零。(2)反相：相位差為 。4. (2- 1)叫相位差(兩個(gè)具有相同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的初相之差).對(duì)頻率相同的兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有確定的相位差.第26頁，共31頁。科學(xué)漫步月相1、隨著月亮每天在星

10、空中自西向東移動(dòng)，在地球上看，它的形狀從圓到缺，又從缺到圓周期性地變化著，周期為29.5天，這就是月亮位相的變化，叫做月相。2、隨著月亮相對(duì)于地球和太陽的位置變化，使它被太陽照亮的一面有時(shí)朝向地球，有時(shí)背向地球；朝向地球的月亮部分有時(shí)大一些，有時(shí)小一些，這樣就出現(xiàn)了不同的月相。 .第27頁，共31頁?？茖W(xué)漫步月相1、朔當(dāng)月球運(yùn)行到太陽與地球之間，被太陽照亮的半球背對(duì)著地球，此時(shí)地球上的人們就看不到月球，這一天稱為“新月”，也叫“朔日”，即農(nóng)歷初一。 2、上弦隨后，月球自西向東逐漸遠(yuǎn)離太陽，到了農(nóng)歷初七、八，半個(gè)亮區(qū)對(duì)著地球，人們可以看到半個(gè)月亮（凸面向西），這一月相叫“上弦月”。3、望當(dāng)月球運(yùn)行到地球的背日方向，即農(nóng)歷十五、十六、十七，月球的亮區(qū)全部對(duì)著地球，我們能看到一輪圓月，這一月相稱為“滿月”，也叫“望”。 4、下弦滿月過后，月球逐漸向太陽靠攏，亮區(qū)西側(cè)開始虧缺，到農(nóng)歷二十二、二十三，又能看到半個(gè)月亮（凸面向東），這一月相叫做“下弦月”。出現(xiàn)在黃昏 出現(xiàn)在清晨 .第28頁，共31頁。2、甲和乙兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相差為 ，意味著什么?意味著乙總是比甲滯后1/4個(gè)周期或1/4次全振動(dòng) 1、一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)其相位變化多少