2020年高中物理竞赛-普通物理学C（修订版）01振动及摆动：简谐运动(共11张PPT)

2020高中物理竞赛 普通物理学C（修订版） 同学们好！ k 本学期教学内容及特点  物理概念、物理思想深化  更加贴近物理前沿和高新科技  对自学能力的要求提高 实物与场的共同运动形式和性质 单粒子 —— 多粒子体系 量子现象 与 量子规律 实物运动规律 基本粒子 相互作用和场 振动 与 波动 多粒子体系的 热运 动 第四篇 振动和波动 第13章 振 动 力学量（如位移） 最基本、 最简单、最重要的振动是简谐振动。 共同特征：运动在时间、空间上的周期性 振动: 任何物理量在某一定值附近随时间周期性变化 波动: 振动在空间的传播 简谐振动 摆动 *混沌 振动的 合成 *频谱分析 *电磁振荡 阻尼振动 受迫振动 共振 学时：6 电磁量（如I 、V、 E、 B） 一物理量在某一定值附近周期性变化的现象称振动。 §13.1 简谐振动 一. 运动方程 轻弹簧 k + 刚体 m (平动~质点） 集中弹性 集中惯性 回复力和物体惯性交互作用形成谐振动 F = -kx (平衡位置为坐标原点） 1. 理想模型：弹簧振子 扩展: 下册 P.373 [例1] 以弹簧振子为例得出普遍结论： 动力学特征 准弹性力 系统本身决定的常数 离系统平衡位置的位移 F = - k x 2. 运动方程 若某物理量满足*，则其运动方程可用时间 t 的正、余弦函数形式描述，该物理量的变化称为简谐振动。 令 得 * 线性微分方程 求解得运动方程： 为积分常数 x可代表任意物理量 简谐振动1：物体所受回复力与位移之间的关系满足 　　　　　 称物体所作的运动为简谐振动 简谐振动3：如果物体的运动学方程可以写为 　　　　　　　　　　　　　称物体所作的运动为简谐振动 简谐振动2：如果物体的动力学方程可以写为 　　　　　　　　　　　称物体所作的运动为简谐振动 例：证明匀速圆周运动在x轴上的分量是一简谐振动 由简谐振动定义3，匀速圆周运动在x轴上的分量是一简谐振动 讨论：正因为在圆周运动中代表物体运动的角速度，因此， 简谐振动运动学方程中的称为简谐振动的角速度或角频率 (代表2秒内物体完成完全振动的次数)。代表物体振动的快慢 证明：设物体以的角速度作匀 速圆周运动，初始时刻的位置与