2020年高中物理竞赛-普通物理学C（修订版）01振动及摆动：特征量(共15张PPT)

2020高中物理竞赛 普通物理学B（修订版） 描述谐振运动的快慢 二. 简谐振动的特征量 在SI制中, 单位分别为 周期 S (秒)、频率 Hz (赫兹)、角频率 rad·s-1 (弧度 / 秒) 是由系统本身决定的常数，与初始条件无关 固有角频率 由谐振动周期性特征看 的物理意义: 1. 角频率 : 周期 频率 2. 振幅A ： 表示振动的范围（强弱），由初始条件决定。 解得 由 在 t = 0 时刻 (1) x，v有一一对应的关系 当 时： 当 时： 例： *3. 相位t + 0, 初相0 相位是描述振动状态的物理量 每变化 整数倍，x、v重复 原来的值（回到原状态），最能直观、方便地 反映出谐振动的周期性特征。 (2) (3) 可以方便地比较同频率谐振动的步调 初相： 描述t = 0时刻运动状态，由初始条件确定。 由 t = 0时 或 m h m k [例1] 教材P.410 13-8 解：振动系统为（2 m, k) 确定初始条件：以物块和平板共同运动时刻为t = 0 { 有： 已知： k. m. h. 完全非弹性碰撞 求： T, A, 以平衡位置为坐标原点，向下为正。 x 得： } 为三象限角 又： [例2] 由振动曲线决定初相 (2) 与标准余弦函数比较 为四象限角 (1) t 0 x x0 t0 A 三. 旋转矢量法(几何表示方法) 写出质点 m 以角速率  沿半径 A 的圆周匀速运动的参数方程 思考： 简谐振动可以用旋转矢量来描绘 在任意时刻, 投影点的位移 x、y 方向分运动均为简谐振动 x y o m A t=0时刻, 投影点位移 模 振幅 A 角速度 角频率  旋转周期 振动周期 T=2/  上的投影 在 ox A r 上的投影 端点速度在 ox A r 上的投影 端点加速度在 ox A r 位移 速度 加速度 x =Acos(t+ 0) v =-  Asin(t+ 0) a =-  2Acos(t+ 0) 旋转矢量 简谐振动 符号或表达式 t=0时， 与ox夹角 初相  0 t时刻， 与ox夹角 相位 t+ 0 旋转矢量 与谐振动的对应关系（教材 P.378 表13.1.