振动的描述课件高二上学期物理选择性

第2章机械运动

第1节振动的描述汇报人：请同学们说一下生活中常见的一些简谐振动，并说明这些简谐振动有什么不同？摆线上各点的振动是简谐振动音叉叉股上各点的振动是简谐振动弹簧片上各点的振动是简谐振动说话或唱歌时，用手摸着喉部，能感觉到声带的振动。声音大小发生变化，声带的振动也有变化。一般情况下，女生的音调比男生高。这些现象表明振动具有不同的特征。本节我们将学习描述振动特征的物理量，并用图像和公式描述简谐运动。1.知道振幅、周期和频率的概念,了解固有周期和固有频率。2.掌握简谐运动图像的物理意义和应用。3.掌握简谐运动的公式,了解相位的概念。学习目标一、振动特征的描述静止位置振幅：即平衡位置振动物体离开平衡位置的最大距离。（1）定义：（3）单位:在国际单位制中，单位是米（m）。（2）特点：振幅的2倍表示振动物体运动范围的大小。（4）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。OOCB1.振幅振幅位移定义振动物体离开平衡位置的最大距离从平衡位置指向振子所在位置的有向线段二者关系振幅等于位移的最大值标矢性标量矢量（5）振幅和位移的区别OCB一、振动特征的描述2.周期T和频率fCP（1）振动的周期性，是指振动物体经过一段时间之后又重新回到原来的

，而且这种情况有规律的

出现。(2)全振动：如图所示，做简谐运动的物体由B点经过O点到达C点，再由C点经过O点返回B点，

，我们说物体完成了一次

。振动路径上任一点PP→B→O→C→O→P完成一次全振动P→O→C→O→B→P完成一次全振动状态重复重新回到原来状态全振动一、振动特征的描述

全振动快慢全振动快慢一、振动特征的描述(5)固有周期(固有频率)：①定义：物体仅在

作用下振动时，振动的周期、频率与振幅的大小无关，只由振动系统本身的性质决定。其振动的周期(或频率)称为固有周期(或固有频率)。②特点：固有周期和固有频率是振动系统本身的属性，与物体是否振动

。一面锣、一根弦、一座桥、一幢楼……都有自己的固有周期和固有频率。发声体的固有频率不同，发出的声音的音调也不同。回复力无关一、振动特征的描述用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像，得到分帧照片，依次排列得到图像。txO思考：如何理解这就是振子的位移时间图象?描述了振子在各时刻时相对于平衡位置的位移。二、简谐运动的位移图像二、简谐运动的位移图像1.通过实验描绘弹簧振子做简谐运动时的振动图像纸上的图像可视为振子在振动过程中的位移—时间图像。第一个周期：时间t(s)0t02t03t04t05t06t0位移x(cm)-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0第二个周期：时间t(s)6t07t08t09t010t011t012t0位移x(cm)20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.0利用描点法2.x－t图像的建立二、简谐运动的位移图像简谐运动的振动图像是一条正弦（或余弦）曲线。3.x－t图像的特点4.x－t图像的意义5.x－t图像直接反映的信息(如图所示)它能直观地表示做简谐运动物体的位移随时间按正弦（或余弦）规律变化的情况。(1)振幅A：曲线在纵轴方向上的

等于振幅A。(2)周期T：曲线中相邻两个相同状态间隔的时间等于周期T。最大值二、简谐运动的位移图像

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

txBPOP′C6.从振动图像看周期①从经过平衡位置到下一次以相同速度经过平衡位置②从到达最大位移到下一次以相同速度到达最大位移

③从任意位置到下一次以相同速度到达该位置T2T二、简谐运动的位移图像二、简谐运动的位移公式

二、简谐运动的位移公式2.简谐运动的表达式的特点

t/sx/m

振幅圆频率相位

二、简谐运动的位移公式3.相位：当(ωt＋φ)确定时，x＝Asin(ωt＋φ)的函数值也就确定了，即物体做简谐运动的位置状态就确定了。物理学中把(ωt＋φ)叫作相位。φ是t＝0时的相位，称为初相位或初相。4.相位差：指两个简谐运动的相位之差，可以反映出两个简谐运动的步调差异，经常用到的是两个具有相同频率的简谐运动的相位差。两个具有相同ω的简谐运动，设其初相分别为φ1和φ2，其相位差Δφ＝(ωt＋φ2)－(ωt＋φ1)＝φ2－φ1.

二、简谐运动的位移公式甲与乙的相位差为0，同相步调一致乙与丙的