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简谐运动及其图像(教科版)上课讲义.ppt

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,知识回顾:简谐运动是怎样的运动?,简谐运动是一种变加速运动,当物体向平衡

2、位置运动时,做加速度减小的加速运动;当物体向最大位移处运动时,做加速度增大的减速运动。,1,图像法,公式法,v=3t,2,简谐运动是一种变加速运动,,如何作出简谐运动的位移随时间的关系图像?,思考:描述物体的运动规律一般可以用什么方法?,1.3 简谐运动的图象和公式,3,体验:,一同学匀速拉动一张白纸,另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段,观察得到的图象,想想:为什么会出现这样的曲线,曲线反映了哪些信息?,4,四 单摆振动图象,5,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,6,在水平弹

3、簧振子的小球上安置一支记录用的笔,在下面放一条白纸带,当小球振动时,沿,垂直,于振动方向匀速拉动纸带,笔就在带上画出一条振动图线。,(1),、描图记录法,7,振子的位移,x,都是,相对于平衡位置,的位移,以平衡位置为坐标原点,O,,沿振动方向建立坐标轴。规定在,O,点右边时位移为正,在左边时位移为负。(,flash,),O,研究弹簧振子的运动,8,思考,1,、简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗?,2,、由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动?,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,9,简谐运动的图象,t,x,o,1,)物理意义:表示振动物体离开,

4、平衡位置的位移,随时间的变化规律,2,)振动位移:从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段,大小为平衡位置到该位置的距离,方向为平衡位置指向振子所在位置,10,直接描述量:,振幅,A,:,图像的峰值,周期,T,:,相邻两个位移为正的最大值或负的最大值之间的时间间隔,任意时刻的位移,x,。,3,)获取信息,11,任一时刻,t,的回复力,F,和加速度,a,:,总是指向平衡位置(或平行于,x,轴指向,t,轴),x,0,时,,F,回,0,、,a,0;,x,A,时,,F,回,和,a,达最大值,间接描述量,频率,f,=1/T,不同时刻的,v,大小方向判定:,x,-t,图线上任一点的切线的斜率大小等于,v

5、的大小,。,正负表方向,正表示与,x,方向相同,负表示与,x,方向相反,。,12,如何证明这些简谐运动的图像是正、余弦曲线?,13,t,x,o,竖直悬挂弹簧,(flash),4,)形式:正(余)弦曲线,第一个,1/2,周期:,时间t(s),0,t,0,2t,0,3t,0,4t,0,5t,0,6t,0,位移x(m),-20.0,-17.8,-10.1,0.1,10.3,17.7,20.0,第二个,1/2,周期:,时间t(s),6t,0,7t,0,8t,0,9t,0,10t,0,11t,0,12t,0,位移x(m),20.0,17.7,10.3,0.1,-10.1,-17.8,-20.0,描点法

6、得:,弹簧振子的位移与时间成正弦规律变化。,14,二、公式法,以,x,代表质点对于平衡位置的位移,,t,代表时间,则,1,、,公式中的,A,代表什么,?,2,、,叫做什么,?,它和,T,、,f,之间有什么关系,?,3,、,公式中的相位用什么来表示,?,4,、,什么叫简谐振动的初相,?,15,振幅,角速度,相位,初相位,16,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,的两个振子振动步调完全相反,17,两个摆长相同的单摆,周期相同,,把它们,朝同一方向拉开相同角度,,放开后看到它

7、们同时达到两侧的最大位移处,也同时达到平衡位置,我们就说它们“步调一致”地运动。这样在二者的,x,的表达式中,相位相同,我们说它们的,振动同相,。,两个摆长相同的单摆,周期相同,,把它们,朝相反的方向拉开相同角度,,如上图,放开后看到它们在各时刻的位移总相反,同时达到相反的最大位移处,也相反方向经过平衡位置。在它们的,x,表达式中,相位一定相差,,我们叫,振动反相,。,2,、甲和乙两个简谐运动的相差为 ,意味着什么,?,意味着乙总是比甲滞后,1/4,个周期或,1/4,次全振动,1,、一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动,?,相位每增加,2,就意味着发生了一次全振动,思考与讨论,

8、19,1.某简谐运动的位移与时间关系为:,x=0.1sin(100t,)cm,由此可知该振动的振幅是_cm,频率是,z,零时刻振动物体的速度与规定正方向_(填“相同”或“相反”).,0.1,50,相反,课 堂 练 习,20,关于简谐运动下列说法正确的是(),A,、简谐运动一定是水平方向的运动,B,、所有的振动都可以看成简谐运动,课 堂 练 习,C,、物体做简谐运动时的运动轨迹一定是正弦曲线,D,、只要振动图象是正弦曲线,物体一定做简谐运动,D,21,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,、振子偏离平衡位置的最大距离为,10cm,B,、,1s,到,2s,的时间内振

9、子向平衡位置运动,C,、,2s,时和,3s,时振子的位移相等,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,AB,课 堂 练 习,22,20,-20,t/,s,x/cm,0 1 2 3 4 5 6 7,D,课 堂 练 习,某弹簧振子的振动图象如图所示,根据图象判断。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,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均相同,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。,23,t/s,O,3,-3,8,16,x/m,1,、质点离开平衡位置的最大位移?,2,、,1s,末、,4s,末、,10s,末质点位置在哪里?,3,、,1s,末、,6s,末质点朝哪个方向运动?,课 堂 练 习,4,、质点在,6s,末、,14s,末的位移是多少?,5,、质点在,4s,、,16s,内通过的路程分别是多少?,24,

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