高中物理选修34章机械振动课件.ppt

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1、高中物理选修3-4第十一章机械振动§11.1简谐运动1简谐运动振动也是一种常见的运动生活中的振动例子(视频)秋千摆钟机械振动的定义物体在平衡位置附近所做往复运动,叫做机械振动,简称为振动。水平的弹簧振子(实验)(动画)平衡位置:原来静止的位置,即弹簧的原长竖直的弹簧振子(实验)(实验)平衡位置:原来静止的位置,即弹簧的拉力等于小球重力的位置弹簧振子---理想化模型1、概念：小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。2、理性化模型：（1）不计阻力（2）弹簧的质量与小球相比可以忽略。弹簧振子的位移(动画)振子的位移x:都是相对于平衡位置的位移。弹簧振子的位移—时

2、间图象(频闪法)(动画)弹簧振子的位移—时间图象(描迹法)(动画)心电图和地震仪的振动图象用传感器和计算机描绘简谐运动的图象简谐运动图象的意义1.简谐运动图象(振动图象)(位移-时间图象)(x-t图象)2.简谐运动图象的意义:表示振子在各个时刻相对平衡位置的位移(类似于拍录像)上图中画出的小球运动的x—t图象很像正弦曲线，是不是这样呢？方法一验证法:假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它的振幅和周期，写出对应的表达式，然后在曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，代入所写出的正弦函数表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。研究弹簧振子的位移—时间图象方法二拟

3、合法:在图中测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，把测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看弹簧振子的位移——时间的关系可以用什么函数表示。研究弹簧振子的位移—时间图象1、定义：如果质点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，这样的振动叫做简谐运动。如弹簧振子的运动。2.简谐运动是最简单、最基本的振动.简谐运动的定义P4.(3)、(4)作业：高中物理选修3-4第十一章机械振动§11.2简谐运动的描述2简谐运动的描述振幅A(1)定义：振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,单位:m.(2)物理意义：描述振动强弱

4、的物理量,振动物体运动范围为2A(3)简谐运动OA=OB2cm问题1：O—D—B—D—O是一个全振动吗？问题2：若从振子经过C向右起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？1.一次全振动：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。周期T和频率f１．周期T：振子完成一次全振动所需要的时间,单位：S２．频率f：单位时间内完成全振动的次数,单位：Hz３．周期和频率都是描述振动快慢的物理量.周期T和频率f乐音和音阶用计算机观察声音的波形典型例题2cm１．一个周期T内通过的路程一定是4A吗？２．1/2T内通过的路程一定是2A吗？３．1/4T内通过的路程一定是A

5、吗？简谐运动周期的测量１．公式：公式中的m表示振子的质量，Ｋ表示弹簧的劲度系数2.简谐运动的周期和频率由振动系统本身的因素决定，与振幅无关简谐运动的周期公式例、有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后释放，第二次把弹簧压缩2x后释放，则先后两次振动的周期和振幅之比分别为多少？T1:T2=1:1A1:A2=1:2典型例题相位描述周期性运动的物体在各个时刻所处状态的物理量.相位月相画中的情景是我国北方的冬天(有雪),北方平原房屋大门朝东南开,月球的光亮上太阳光照射引起的,从月芽弧面方向推断,此时太阳正在房屋的东南方(月亮面朝东),规则:下下东东,上上西西，所以这幅图是黎明时的情景．

6、下下东东,上上西西，下弦月出现在下半夜，月面朝东且出现在观察者的东方．简谐运动的表达式１、公式中x、t、A各代表什么？２、ω叫做什么?它和T、f之间有什么关系?３、什么是初相?４、相位的单位是什么？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．同相：频率相同、两个振子振动步调完全相同，相差为０反相：频率相同、两个振子振动步调完全相反，相差为π例．两个简谐振动分别为：x１=４sin(2πt＋0.5π)x2＝2sin（2πt＋1.5π）求它们的振幅之比,各自的频率，以及它们的相位差.典型例题P10.(1)---(4)作业：高中物理选修3-4第十一章机械振动§11.3简谐运动

7、的回复力和能量3简谐运动的回复力和能量简谐运动的受力分析机械振动的回复力1.定义:使振子回到平衡位置的力,2.特点:按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置3.回复力来源：振子在振动方向的合外力简谐运动的回复力如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。简谐运动的回复力判断物体是否做简谐运动的方法：（1）根据物体的振动图像