教科版高二物理教学课件：选修3-4第一章 第3节1.3简谐运动的图像和公式PPT（共24张）

§1.3 简谐运动的图象和公式 1、如何反映简谐运动的强弱和振动快慢？ 2、单摆的周期与哪些因素有关？ 振幅（A） 周期和频率 与单摆的质量和振幅无关，与摆长有关 温故知新——简谐运动的描述 想一想还可怎么描述简谐运动？ 1.unknown （1）由实验可了解到情况： 1、振动图象（如图） 2、x-t图线是一条质点做简谐运动时，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。 一、简谐运动的图像 （2）简谐运动图象描述的振动物理量 1、直接描述量： ①振幅A；②周期T；③任意时刻的位移x。 一、简谐运动的图像 2、间接描述量 ①频率f=1/T ② x-t图线上任一点的切线的斜率等于v。 一、简谐运动的图像 （3）从振动图象中分析有关物理量 从简谐运动的图像我们可以了解到物体在振动时的许多物理量。比如，参看下图的振动图像可确定： 一、简谐运动的图像 1．振幅A：图像的峰值。 2．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。 3．任一时刻t的位移x：对应于图像上某一点的坐标（t，x）。 4．任一时刻t的加速度a：总是指向平衡位置（平行于x轴指向t轴）．x＝0时，a＝0； x＝±A时，a达最大值． 5．任一时刻t的振动方向：图像斜率为正时速度为正（沿＋x方向），斜率为负时速度为负（沿－x方向），x＝0时，速度达最大值． 振动方向也可用类比法确定：将振动图像视为蜿蜒起伏的“山坡”，然后顺横坐标t时间轴正方向沿图线走去，“上坡路线”的时间内，各时刻物体都向上振动，“下坡路段”的时间内，各时刻物体都向下振动． 四、振动图象的实际运用 心电图仪 例：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。 答案：0.02、0.125、0.04、—0.02 例：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、振幅是6cm B、周期是8s C、4s末摆球速度为负，振动加速度为零 D、第6s末摆球的加速度为正，速度为零 E、第9s末摆球的加速度为正，速度为正 F、4s末振子速度为负,加速度为零 G、第14s末振子的加速度为正，速度最大 BCDF 例:如图质点做简谐振动的图像,由此可知: A．t=0时，质点的位移、速度均为零 B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大 C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零 D．质点的振幅为5cm，周期为2s BC 例：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 A B t/s x/cm 1 2 3 4 5 6 10 5 0 -5 -10 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。 D 巩固练习 x/cm t/s 20 -20 0 1 2 3 4 5 6 描述物体的运动规律一般可以用几种方法？ 公式法———即用物理公式表示 图象法———即用物理图象表示 例： 写出振动方程 . X=10sin(2π t)cm 二、简谐运动的表达式 振幅 圆频率 相位 初相位 相位 　 相位是表示物体振动步调的物理量,用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。 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π的两个振子振动步调完全相反 3、简谐运动的表达式 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2π就意味着发生了一次全振动 思考与讨论 1、右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