高中物理 振動(dòng)的描述課件 魯科版選修3-4.ppt

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,,高中物理·選修3-4·魯教版,,,第2講 振動(dòng)的描述,[目標(biāo)定位] 1.知道振幅、周期和頻率的概念，知道全振動(dòng)的含義.2.知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是一條正弦(或余弦)曲線.3.會(huì)根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象找出物體振動(dòng)的周期和振幅，并能分析有關(guān)問(wèn)題.4.理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)公式，能從中獲取振幅、周期(頻率)等相關(guān)信息．,一、振動(dòng)特征的描述 1．振幅 (1)定義：振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的 ．用A表示． (2)物理意義：表示振動(dòng)的幅度大小或 ．,最大距離,振動(dòng)強(qiáng)弱,2．周期和頻率 (1)全振動(dòng)(如圖1－2－1所示)做簡(jiǎn)諧 運(yùn)動(dòng)的物體由B點(diǎn)經(jīng)過(guò)O點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)， 再由C點(diǎn)經(jīng)過(guò)O點(diǎn)返回B點(diǎn)，我們說(shuō) 物體完成了一次 ，重新回到原來(lái)的狀態(tài)．,圖1－2－1,全振動(dòng),(2)周期 ①定義：完成一次 經(jīng)歷的時(shí)間．用T表示． ②物理意義：表示振動(dòng)的 ． (3)頻率 ①定義：振動(dòng)物體在1 s內(nèi)完成 的次數(shù)．用f表示． ②物理意義：表示振動(dòng)的 ． ③單位：Hz,全振動(dòng),快慢,全振動(dòng),快慢,無(wú)關(guān),自由,,,,,想一想 振幅就是振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大位移嗎？為什么？ 答案 不是．振幅是一個(gè)標(biāo)量．它是指物體離開(kāi)平衡位置的最大距離．它既沒(méi)有負(fù)值，也無(wú)方向，而最大位移是矢量，既有大小，也有方向，所以振幅不同于最大位移．,二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象描述 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是一條 曲線，這一圖線直觀地表示了做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體的位移隨時(shí)間按 規(guī)律變化． 想一想 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象描述的是小球的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？ 答案 不是．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線段．,正弦(或余弦),正弦(或余弦),,,,,一、對(duì)振動(dòng)特征描述的理解 1．對(duì)全振動(dòng)的理解 正確理解全振動(dòng)的概念，應(yīng)注意把握全振動(dòng)的五種特征． (1)振動(dòng)特征：一個(gè)完整的振動(dòng)過(guò)程． (2)物理量特征：位移(x)、速度(v)等各個(gè)物理量第一次同時(shí)與初始狀態(tài)相同，即物體從同一方向回到出發(fā)點(diǎn)． (3)時(shí)間特征：歷時(shí)一個(gè)周期． (4)路程特征：振幅的4倍． (5)相位特征：增加2π.,【例1】 如圖1－2－2所示，一彈簧 振子在B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)， B、C間距為12 cm，O是平衡位置， 振子從C點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為0.5 s，則下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A．該彈簧振子的周期為1 s B．該彈簧振子的頻率為2 Hz C．該彈簧振子的振幅為12 cm D．振子從O點(diǎn)出發(fā)第一次回到O點(diǎn)的過(guò)程就是一次全振動(dòng),圖1－2－2,,二、對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象的理解 1．形狀：正(余)弦曲線 2．物理意義 表示振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移，是位移隨時(shí)間的變化規(guī)律．,(3)任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向：看下一 時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置，如圖1－2－4中a點(diǎn)， 下一時(shí)刻離平衡位置更遠(yuǎn)，故a此刻質(zhì) 點(diǎn)向x軸正方向振動(dòng)．,圖1－2－4,(4)任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度、位移的變化情況及大小比較：看下一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置，判斷是遠(yuǎn)離還是靠近平衡位置，若遠(yuǎn)離平衡位置，則速度越來(lái)越小，加速度、位移越來(lái)越大；若靠近平衡位置，則速度越來(lái)越大，加速度、位移越來(lái)越小，如圖中b，從正位移向著平衡位置運(yùn)動(dòng)，則速度為負(fù)且增大，加速度、位移正在減小，c從負(fù)位移遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)，則速度為負(fù)且減小，加速度、位移正在增大．,注意：振動(dòng)圖象描述的是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系，而非質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡．比如彈簧振子沿一直線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其軌跡為一直線，而它的振動(dòng)圖象卻是正弦曲線．,【例2】 一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖1－2－5所示，下列說(shuō)法正確的是 ( ) 圖1－2－5,A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率是4 Hz B．在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程是20 cm C．第4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度是零 D．在t＝1 s和t＝3 s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相同,,借題發(fā)揮 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象的應(yīng)用 (1)可以從圖象中直接讀出某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移大小和方向、速度方向、加速度方向、質(zhì)點(diǎn)的最大位移； (2)也可比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移的大小、速度的大小、加速度的大??； (3)還可以預(yù)測(cè)一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置的正向或負(fù)向，質(zhì)點(diǎn)位移的大小與方向，速度、加速度的方向和大小的變化趨勢(shì)．,針對(duì)訓(xùn)練 如圖1－2－6所示為某物 體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，下列說(shuō)法中正 確的是 ( ) A．由P→Q，位移在增大 B．由P→Q，速度在增大 C．由M→N，位移先減小后增大 D．由M→N，加速度先增大后減小,圖1－2－6,,2．關(guān)于兩個(gè)相同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差Δφ＝φ2－φ1的理解 (1)取值范圍：－π≤Δφ≤π. (2)Δφ＝0，表明兩振動(dòng)步調(diào)完全相同，稱為同相． Δφ＝π，表明兩振動(dòng)步調(diào)完全相反，稱為反相． (3)Δφ0，表示振動(dòng)2比振動(dòng)1超前． Δφ0，表示振動(dòng)2比振動(dòng)1滯后．,,