2020年高中物理竞赛-普通物理学C（修订版）02摆动：简谐运动(共13张PPT)

2020高中物理竞赛 普通物理学C （2020新修版） 同学们好！ 一、简谐振动(simple harmonic vibration )的基本特征 §13.1 简谐振动 1. 理想模型：弹簧振子 根据牛顿第二定律有 令 得 * 线性微分方程 弹簧的弹力 或 求解得运动方程： 为积分常数 x可代表任意物理量 任何物理量x 的变化规律若满足方程式 , 并且ω是决定于系统自身的常量，则其运动方程可用时间 t 的正、余弦函数形式描述，则该物理量的变化过程就是简谐振动。 简谐振动：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 3. 均随时A间周期性变化 由 得 二、描述简谐振动的特征量 2. 周期和频率 周期T 振动物体完成一次振动所需的时间 频率n 振动物体在1 秒内所完成振动的次数  ---- 描述谐振运动的快慢 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 1. 角频率 : 振动物体离开平衡位置的最大幅度在SI制中，单位为 m(米) 3. 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 *4. 相位t + 0, 初相0 相位是描述振动状态的物理量 可用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。 三. 旋转矢量法(几何表示方法) 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 或 x y o m A t=0时刻, 投影点位移 由x、v 的符号确定 所在的象限： 四. 孤立谐振动系统的能量 孤立谐振动系统机械能守恒 水平放置的弹簧振子 { 以平衡位置为坐标原点 由以上两式可见，当位移最大时，速度为零，动能也为零，而势能达到最大值；当在平衡位置时，势能为零，而速度为最大值，所以动能也达到最大值。 此式表明，在平衡位置处，x = 0, 速度为最大；在最大位移处，x =  A, 速度为零。 由公