简谐运动及简谐运动的描述.ppt

简谐振动是最简单、最基本的振动。,机械振动实例,第十一章 机械振动,1,简谐运动,定义：,物体（或者物体的一部分）在,平衡位置,附近的,往复振动,，叫机械振动,。,简称振动。,特征：,对称性,周期性,生活实例：,音叉、钟摆、地震、电流、电压等,有,“,平衡位置,”,，即静止时的位置；运动具有往复性。,条件：,当物体离开平衡位置后，它就受到一个指向平衡位置的力，该力产生使物体回到平衡位置的效果。即：,回复力,一、弹簧振动,x,o,x,小球在平衡位置附近的往复运动为是一种机械振动，简称为振动。这样的系统为,弹簧振子,。,理想化模型：光滑、轻质,弹簧振子的特点：,忽略摩擦力,忽略弹簧质量,小球可看作质点,二、弹簧振子的位移,-,时间图像,横坐标表示,时间,t,，纵坐标表示,相对,平衡位置,的位移,x,振动图像是一条,正弦曲线。,这样的振动为,简谐振动,。,图像的应用：（,1,）,某时刻振子偏离平衡位置的,位移,可用该时刻振子所在的,位置坐标,来,表示,。,（,2,）,x-t,图线是位移随时间变化的图象,，不是轨迹。,（,3,）,振动图象是正弦曲线还是余弦曲线，这决定于,t,0,时刻的选择。,10,5,0,-5,-10,t/s,x/cm,1 2 3 4 5 6,2.,简谐运动的描述,(1),直接描述量：振幅,A；,周期,T；,任意时刻的位移,x,。,振幅,A,：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫振幅。振幅的两倍表示振动物体运动范围的大小。,周期,T,：,简谐振动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动周期。,任意时刻的位移,x：,对应于图像上某一点的坐标（,t,，,x,）,。,(2),间接描述量：频率；,x-t,图线上任一点的切线的,v,和,。,斜率为正，,v,为正；斜率为负，,v,为负。斜率大，,大；斜率小,，,小。,2.,简谐运动的表达式,振幅,角速度,相位,初相位,1.,相位,:,是描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。,例如：,对于,同时放开,的两个小球，他们的,相位相同,；,当第一个小球到达平衡位置时再放开第二个小球，则两个小 球的相位不同，第二个小球比第一个小球,1/4,周期。,2.,相位差：,两个相同频率的简谐运动的相位差。,本讲主要内容：,2.,弹簧振子的位移,-,时间图像,1.,机械振动,3.,图像的应用,(,求,A,、,T,、,f,、,x,、,v,、,a,),1,、简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？,思考,A.,匀变速运动,B.,匀速直线运动,C.,变加速运动,D.,匀加速直线运动,2,、由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？,(),4.,简谐运动的描述,C,例,1,：如图所示，是质点的振动图象，则振幅是,_m,，频率是,_Hz,，,0-4s,内质点通过路程是,_m,，,6s,末质点位移是,_m,。,课堂练习,0.02,0.125,0.04,-0.02,例,2,：如图所示，是某简谐振动图象，试由图象判断下列说法哪些正确：,(),A,、周期是,8s,B,、,4s,末摆球速度为负，振动加速度为零,C,、第,6s,末摆球的加速度为正，速度为零,D,、第,11s,末振子的加速度为正，速度最大,ABC,例,3.,图中是甲乙两弹簧振子的振动图象，两振动振幅之比为（），频率之比为（,),，甲和乙的相差为,(),21,11,例,4,：某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（）,A,、第,1s,内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反,B,、第,1s,到,2s,的时间内振子向平衡位置运动,C,、第,2s,末和第,5s,末振子的位移相等，运动方向也相同,D,、振子在,2s,内完成一次往复性运动,10,5,0,-5,-10,t/s,x/cm,1 2 3 4 5 6,例,3,例,4,B,例,5(2016,郑州,),（多选）如图所示是质点做简谐运动的图象，由此可知（）,A,.t=0,时,质点位移、速度均为零,B,.t=1s,时,质点位移最大、速度为零,C,、,t=2s,时,质点位移为零、速度为负向最大值,D,、,t=4s,时,质点停止运动,10,0,-10,t/s,x/cm,1 2 3 4 5 6,BC,例,6(2016,山东,),某弹簧振子的振动图像，根据图像判断，下列说法正确的是（）,A,.,第,1s,内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反,B,.,第,2s,末振子相对于平衡位置的位移为,-20cm,C,.,第,2s,末和第,3s,末振子相对于平衡位置的位移不相同，但瞬时速度方向相反,D.,第,1s,内和第,2s,内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反,D,20,0,-20,t/s,x/cm,1 2 3 4 5 6,