高中物理-机械振动和机械波课件 67页

§5.1简谐运动\n\n一、机械振动物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动，简称振动。O（1）平衡位置：物体原来静止的位置。OO\n分析说明：回复力的作用是使物体回到平衡位置，是以效果命名的；它可以是某一个力，也可以是某几个力的合力，还可以是某个力的分力。（2）回复力：物体离开平衡位置时受到的指向平衡位置的合力。思考：物体为什么会做这样的运动？\n1.定义：物体在与位移大小成正比、方向总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐运动。二、简谐运动即：位移x：指物体相对于平衡位置的位移。（即初位置为平衡位置）k：比例系数“-”表示回复力与位移方向相反。\n简谐运动OA=OB2.描述简谐运动的物理量（1）振幅A振动物体离开平衡位置的最大距离。是标量物理意义：描述振动强弱的物理量振幅的两倍（2A）表示振动物体运动范围OAB除了回复力、位移、速度、加速度外，还有：\n—描述振动快慢的物理量一次全振动：振动物体从某一初始状态开始，再次回到初始状态（即位移、速度均与初态完全相同）所经历的过程。频率f：单位时间内完成全振动的次数2.描述简谐运动的物理量（2）周期和频率周期T：振子完成一次全振动所需要的时间OABCD周期与频率的关系：\n简谐运动的物理量（对称性）\n三、简谐运动的位移—时间图象1.图像绘制方法（1）频闪照相\n(2)描图记录法三、简谐运动的位移—时间图象1.图像绘制方法\n这种记录振动的方法在实际中有很多应用。医院里的心电图及地震仪中绘制的地震曲线等，都是用类似的方法记录振动情况的。绘制地震曲线的装置心电图\n（3）用传感器三、简谐运动的位移—时间图象1.图像绘制方法\n三、简谐运动的位移—时间图象简谐运动的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线。简谐运动是最简单、最基本的振动。2.图像\n1050-5-10t/sx/cm123456（1）振幅A=10cm,周期T=4s,频率f=0.25Hz；（2）任一时刻x、F回、a、v的大小和方向；（3）任意时间内振动物体的路程；（4）任意两点间运动所用的时间。3.由图像可获得的信息\nt/sO3-3612x/cm1.质点离开平衡位置的最大位移？2.1s末、4s末、7s末、9s末质点位置在哪里？3.1s末、6s末质点朝哪个方向运动？练习：4.质点在8s末、11s末的位移是多少？5.质点从0开始在3s内、12s内通过的路程分别是多少？\n振幅圆频率相位初相位四、简谐运动的表达式\n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。同相：频率相同、初相相同(即相差为0）的两个振子振动步调完全相同。反相：频率相同、相差为π的两个振子振动步调完全相反。四、简谐运动的表达式\n下图是甲乙两弹簧振子的x–t图象，两振动振幅之比为______，频率之比为_____，甲和乙的相差为_____。2∶11∶1练习1：\n练习2：有两个简谐运动：它们的振幅之比是多少？它们的周期各是多少？t=0时它们的相位差是多少？\n五、简谐运动的几何描述—参考圆匀速圆周运动在x轴上的投影为简谐运动。\n用旋转矢量图画简谐运动的图五、简谐运动的几何描述—参考圆\n为初位置与x轴所夹的圆心角A为圆轨道的半径为角速度简谐运动可以用做圆周运动的质点在x轴上的投影来表示：\n简谐运动的速度v和加速度a为做圆周运动的质点M的速度vM和加速度aM在x轴上的投影，即相互之间的关系：\n２.摆长：悬点到摆球重心的距离叫做摆长。１.单摆：细线一端固定在悬点，另一端系一个小球，如果细线的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。摆长L=L0+R六、单摆\n（1）摆线质量m远小于摆球质量M，即m<