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文档简介
第二章机械振动第2节简谐运动的描述从
开始……匀速/匀变速直线运动圆周运动位移、速度、加速度周期、频率、线速度、角速度用文字、图象等方式详细地描绘或表达事物tx弹簧振子的位移-时间图象运动传感器T/2T2T3T/2txO振动有强弱之分振幅T/2T2T3T/2txOA物体离开平衡位置的最大距离1.定义:振动物体离开平衡位置的最大距离,用字母A表示。一、振幅2.意义:振幅是描述振动强弱的物理量。运动后振动有快慢之分0.6s0.6s0.4s0.4s0.4s运动前心脏的振动图象1.
我们在学习匀速圆周运动时知道,由于做匀速圆周运动的物体运动具有周期性,所以我们当时引入了周期和频率的概念。简谐运动是否具有和匀速圆周运动类似的运动特点?新课讲授思考与讨论:特点:往复性-重复性-周期性2.我们是否也可以引入周期和频率的概念来描述简谐运动呢?xPM’M3.如果从P点向右开始计时,弹簧振子怎样的过程才算完成周期性重复运动呢?二、描述简谐运动的物理量快慢全振动:一个完整的振动过程称为一次全振动。1.周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间,称为周期T,单位:s。2.频率:单位时间内完成的全振动的次数。单位:赫兹(Hz)。1.
对于正弦函数x=Asin(ωt+φ),要使函数值循环变化一次,(ωt+φ)需要增加多少?这一变化过程所需的时间为多少?新课讲授思考与讨论:[ω(t+T)+φ]-(ωt+φ)=2π由此解出:新课讲授实验:测量小球振动的周期2.弹簧振子周期和频率由振动系统本身的因素决定。1.振动周期与振幅大小无关;新课讲授实验结论:拓展:弹簧振子周期公式新课讲授思考与讨论:根据正弦函数x=Asin(ωt+φ),你认为在物体所做的简谐运动中,(ωt+φ)代表的物理意义是什么?新课讲授三、相位1.定义:物理学中把(ωt+φ)叫作相位。其中φ是t=0时的相位,称作初相位或初相。2.意义:是表示物体振动步调的物理量,用相位来描述简谐运动在各个时刻所处的不同状态。3.相位差:实际上经常用到的是两个相同频率的简谐运动的相位差,简称相差。新课讲授实验:观察两个小球的振动情况现象与思考:新课讲授1.同时放开两个小球,振动步调是否一直相同?此过程它们相位相同吗?2.不同时放开两个小球,振动步调是否一直相同?此过程它们相位相同吗?思考与讨论:新课讲授1.若做简谐运动的两个物体,步调始终一致,需要满足什么条件?同相:相位差为零,一般地为
=2n(n=0,1,2,……)思考与讨论:新课讲授2.若做简谐运动的两个物体,步调始终相反,需要满足什么条件?反相:相位差为
,一般地为
=(2n+1)(n=0,1,2,……)振幅圆频率相位初相位四、简谐运动的表达式新课讲授【例1】如图,弹簧振子的平衡位置为O点,在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。小球经过B点时开始计时,经过0.5s首次到达C点。(1)画出小球在第一个周期内的x-t图像。(2)求5s
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