高中物理 振動的描述課件 魯科版選修3-4.ppt
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,,高中物理·選修3-4·魯教版,,,第2講 振動的描述,[目標定位] 1.知道振幅、周期和頻率的概念,知道全振動的含義.2.知道簡諧運動的圖象是一條正弦(或余弦)曲線.3.會根據(jù)簡諧運動的圖象找出物體振動的周期和振幅,并能分析有關問題.4.理解簡諧運動公式,能從中獲取振幅、周期(頻率)等相關信息.,一、振動特征的描述 1.振幅 (1)定義:振動物體離開平衡位置的 .用A表示. (2)物理意義:表示振動的幅度大小或 .,最大距離,振動強弱,2.周期和頻率 (1)全振動(如圖1-2-1所示)做簡諧 運動的物體由B點經過O點到達C點, 再由C點經過O點返回B點,我們說 物體完成了一次 ,重新回到原來的狀態(tài).,圖1-2-1,全振動,(2)周期 ①定義:完成一次 經歷的時間.用T表示. ②物理意義:表示振動的 . (3)頻率 ①定義:振動物體在1 s內完成 的次數(shù).用f表示. ②物理意義:表示振動的 . ③單位:Hz,全振動,快慢,全振動,快慢,無關,自由,,,,,想一想 振幅就是振動物體離開平衡位置的最大位移嗎?為什么? 答案 不是.振幅是一個標量.它是指物體離開平衡位置的最大距離.它既沒有負值,也無方向,而最大位移是矢量,既有大小,也有方向,所以振幅不同于最大位移.,二、簡諧運動的圖象描述 簡諧運動的圖象是一條 曲線,這一圖線直觀地表示了做簡諧運動物體的位移隨時間按 規(guī)律變化. 想一想 簡諧運動的圖象描述的是小球的運動軌跡嗎? 答案 不是.做簡諧運動的物體的運動軌跡是往復運動的線段.,正弦(或余弦),正弦(或余弦),,,,,一、對振動特征描述的理解 1.對全振動的理解 正確理解全振動的概念,應注意把握全振動的五種特征. (1)振動特征:一個完整的振動過程. (2)物理量特征:位移(x)、速度(v)等各個物理量第一次同時與初始狀態(tài)相同,即物體從同一方向回到出發(fā)點. (3)時間特征:歷時一個周期. (4)路程特征:振幅的4倍. (5)相位特征:增加2π.,【例1】 如圖1-2-2所示,一彈簧 振子在B、C兩點間做簡諧運動, B、C間距為12 cm,O是平衡位置, 振子從C點第一次運動到B點的時間為0.5 s,則下列說法中正確的是 ( ) A.該彈簧振子的周期為1 s B.該彈簧振子的頻率為2 Hz C.該彈簧振子的振幅為12 cm D.振子從O點出發(fā)第一次回到O點的過程就是一次全振動,圖1-2-2,,二、對簡諧運動的圖象的理解 1.形狀:正(余)弦曲線 2.物理意義 表示振動質點在不同時刻偏離平衡位置的位移,是位移隨時間的變化規(guī)律.,(3)任意時刻質點的振動方向:看下一 時刻質點的位置,如圖1-2-4中a點, 下一時刻離平衡位置更遠,故a此刻質 點向x軸正方向振動.,圖1-2-4,(4)任意時刻質點的速度、加速度、位移的變化情況及大小比較:看下一時刻質點的位置,判斷是遠離還是靠近平衡位置,若遠離平衡位置,則速度越來越小,加速度、位移越來越大;若靠近平衡位置,則速度越來越大,加速度、位移越來越小,如圖中b,從正位移向著平衡位置運動,則速度為負且增大,加速度、位移正在減小,c從負位移遠離平衡位置運動,則速度為負且減小,加速度、位移正在增大.,注意:振動圖象描述的是振動質點的位移隨時間的變化關系,而非質點運動的軌跡.比如彈簧振子沿一直線做往復運動,其軌跡為一直線,而它的振動圖象卻是正弦曲線.,【例2】 一質點做簡諧運動的圖象如圖1-2-5所示,下列說法正確的是 ( ) 圖1-2-5,A.質點振動頻率是4 Hz B.在10 s內質點經過的路程是20 cm C.第4 s末質點的速度是零 D.在t=1 s和t=3 s兩時刻,質點位移大小相等、方向相同,,借題發(fā)揮 簡諧運動的圖象的應用 (1)可以從圖象中直接讀出某時刻質點的位移大小和方向、速度方向、加速度方向、質點的最大位移; (2)也可比較不同時刻質點位移的大小、速度的大小、加速度的大??; (3)還可以預測一段時間后質點位于平衡位置的正向或負向,質點位移的大小與方向,速度、加速度的方向和大小的變化趨勢.,針對訓練 如圖1-2-6所示為某物 體做簡諧運動的圖象,下列說法中正 確的是 ( ) A.由P→Q,位移在增大 B.由P→Q,速度在增大 C.由M→N,位移先減小后增大 D.由M→N,加速度先增大后減小,圖1-2-6,,2.關于兩個相同頻率的簡諧運動的相位差Δφ=φ2-φ1的理解 (1)取值范圍:-π≤Δφ≤π. (2)Δφ=0,表明兩振動步調完全相同,稱為同相. Δφ=π,表明兩振動步調完全相反,稱為反相. (3)Δφ0,表示振動2比振動1超前. Δφ0,表示振動2比振動1滯后.,,- 配套講稿:
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