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文檔簡介
體驗:一同學勻速拉動一張白紙,另一同學沿與紙運動方向相垂直方向用筆往復畫線段,觀察得到的圖象三、彈簧振子的位移—時間圖象
這種記錄振動的方法在實際中有很多應用。醫(yī)院里的心電圖及地震儀中繪制的地震曲線等,都是用類似的方法記錄振動情況的。繪制地震曲線的裝置心電圖拓展旋轉(zhuǎn)矢量動畫演示:簡諧與圓周運動等效用旋轉(zhuǎn)矢量圖畫簡諧運動的
圖二、彈簧振子的位移—時間圖象
1、定義:如果質(zhì)點的位移與時間的關系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律,即它的振動圖象(x—t圖象)是一條正弦曲線,這樣的振動叫做簡諧運動。簡諧運動是最簡單、最基本的運動。例如:彈簧振子的運動就是簡諧運動。三、簡諧運動及其圖象2、簡諧運動的圖象txo3、特征:(1)變加速運動(加速度變化)(3)關于平衡位置對稱的各點各物理量具有對稱性(2)機械能守恒一、機械振動:1.定義:物體在平衡位置附近所做的往復運動.2.特點:對稱性;
周期性.二、彈簧振子模型:1.小球看成質(zhì)點;2.忽略彈簧質(zhì)量;3.忽略摩擦力.四、簡諧運動:
1、定義:質(zhì)點的位移隨時間按正弦規(guī)律變化的振動.
2、圖象:是一條正弦曲線.三、振動圖像(x--t圖象)
橫坐標t—時間;縱坐標x—偏離平衡位置的位移.復習:1簡諧運動t/sO3-3816x/m1、質(zhì)點離開平衡位置的最大位移?2、1s末、4s末、10s末質(zhì)點位置在哪里?3、1s末、6s末質(zhì)點朝哪個方向運動?課堂練習4、質(zhì)點在6s末、14s末的位移是多少?5、質(zhì)點在4s、16s內(nèi)通過的路程分別是多少?關于簡諧運動下列說法正確的是()A、簡諧運動一定是水平方向的運動B、所有的振動都可以看成簡諧運動課堂練習C、物體做簡諧運動時的運動軌跡一定是正弦曲線D、只要振動圖象是正弦曲線,物體一定做簡諧運動D§11.2簡諧運動的描述一、振幅A:2、物理意義:振幅是描述振動強弱的物理量。1、定義:振動物體離開平衡位置的最大距離,叫做振動的振幅。3、單位:在國際單位制中,振幅的單位是米(m)振幅的兩倍表示的是做振動的物體運動范圍的大小。振幅和位移的區(qū)別?(1)振幅等于最大位移的數(shù)值。(2)對于一個給定的振動,振子的位移是時刻變化的,但振幅是不變的。(3)位移是矢量,振幅是標量。討論:一次全振動是簡諧運動的最小單元,振子的運動過程就是這一單元運動的不斷重復。全振動:一個完整的振動過程稱為一次全振動1、若從振子經(jīng)過C向右起,經(jīng)過怎樣的運動才叫完成一次全振動?2、彈簧振子完成一次全振動的路程與振幅之間存在怎樣的關系?振動物體連續(xù)兩次以相同速度通過同一點所經(jīng)歷的過程①周期:做簡諧運動的物體完成一次全振動所需要的時間,叫做振動的周期,單位:s。②頻率:單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù),叫頻率。單位:Hz,1Hz=1s-1。③周期和頻率之間的關系:T=1/f。二、周期和頻率振動快慢與振子運動快慢表述相同嗎?
若從振子向右經(jīng)過某點p起,經(jīng)過半個周期以后振子運動到什么位置?A′OAPV平衡位置P′半個周期后振子到了P′點半個周期內(nèi)的路程是多少呢?2AXX
彈簧振子在四分之一周期內(nèi)的路程是A嗎?有可能是A,有可能大于A,有可能小于A.OAPV平衡位置P′
彈簧振子在一個周期內(nèi)的路程一定是4A,半個周期內(nèi)路程一定是2A,四分之一周期內(nèi)的路程不一定是A。小結(jié)猜想:彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定?設計實驗:彈簧振子的周期與哪些因素有關?探究:①實驗過程中,我們應該選擇哪個位置作為計時的開始時刻?②一次全振動的時間非常短,我們應該怎樣測量彈簧振子的周期?思考:實驗1:探究彈簧振子的T與k的關系.實驗2:探究彈簧振子的T與m的關系.實驗3:探究彈簧振子的T與A的關系.進行實驗:結(jié)論:彈簧振子的周期由振動系統(tǒng)本身的質(zhì)量和勁度系數(shù)決定,而與其他因素無關?!喼C運動的周期公式三、相位
相位是表示物體振動步調(diào)的物理量,用相位來描述簡諧運動在一個全振動中各個時刻所處的不同狀態(tài)。描述周期性運動在某個時刻的狀態(tài).表示物體振動的步調(diào).四、簡諧運動的表達式
簡諧運動的位移和時間的關系可以用圖象來表示為正弦或余弦曲線,如將這一關系表示為數(shù)學函數(shù)關系式應為:1、
A代表物體振動的振幅.2、叫做圓頻率,表示簡諧運動振動的快慢。它與頻率之間的關系為:=2f3、“t+”
這個量就是簡諧運動的相位,它是隨時間t不斷變化的物理量,表示振動所處的狀態(tài).叫初相位,簡稱初相,即t=0時的相位。簡諧運動的表達式振幅相位圓頻率初相位同相:兩個振子振動步調(diào)完全相同反相:兩個振子振動步調(diào)完全相反相位差:實際上經(jīng)常用到的是兩個相同頻率的簡諧運動的相位差,簡稱相差。
(1)同相:相位差為零,一般地為=2n(n=0,1,2,……)(2)反相:相位差為,一般地為=(2n+1)(n=0,1,2,……)2、甲和乙兩個簡諧運動的相差為,意味著什么?意味著乙總是比甲滯后1/4個周期或1/4次全振動
1、一個物體運動時其相位變化多少就意味著完成了一次全振動?相位每增加2π就意味著發(fā)生了一次全振動思考與討論1、描述簡諧運動的物理量——振幅、周期、頻率和相位。振幅是描述振動強弱的物理量;周期和頻率都是用來表示振動快慢的物理量。相位是表示振動步調(diào)的物理量2、簡諧運動的表達式為:x=Asin(ωt+φ
)小結(jié):一個質(zhì)點作簡諧運動的振動圖像如圖5-15所示.從圖中可以看出,該質(zhì)點的振幅A=___m,周期T=______
s,頻率f=____Hz,從t=0開始在△t=0.5s內(nèi)質(zhì)點的位移_____,路程=_______.練習1:
0.10.42.50.1m0.5m練習2:寫出振動方程
.
X=10sin(2π
t)cm右圖中是甲乙兩彈簧振子的振動圖象,兩振動振幅之比為_______,頻率之比為______,甲和乙的相差為_____2∶1
1∶1
練習3:某簡諧運動的位移與時間關系為:x=0.1sin(100πt+π
)cm,由此可知該振動的振幅是________cm,頻率是
Hz,零時刻振動物體的速度與規(guī)定正方向_______(填“相同”或“相反”)。0.150相反
練習4:一個質(zhì)點在平衡位置0點附近做簡諧運動
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