第三節(jié) 簡諧運動的圖像和表達式

1、 高二物理 3-4 機械振動第三節(jié) 簡諧運動的圖象和表達式高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 u獲得振動圖象的方法獲得振動圖象的方法u對振動圖象的認(rèn)識對振動圖象的認(rèn)識u振動圖象的應(yīng)用振動圖象的應(yīng)用一、振動圖象：一、振動圖象：記錄在不同時刻振子偏離平衡位置的位移情況記錄在不同時刻振子偏離平衡位置的位移情況（能夠反映振子的位置但并不是振子的真實位（能夠反映振子的位置但并不是振子的真實位置，即振動圖線置，即振動圖線不是不是振子運動的軌跡）振子運動的軌跡）高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一

2、章 機 械 振 動 頻閃照相的實驗方法頻閃照相的實驗方法借助記錄裝置的實驗方法借助記錄裝置的實驗方法二、獲得振動圖象（位移二、獲得振動圖象（位移時間圖像）的方法：時間圖像）的方法： 情景情景 圖象圖象高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 1、頻閃照相的實驗方法、頻閃照相的實驗方法n用頻閃照相（重疊照片）研究彈簧振用頻閃照相（重疊照片）研究彈簧振子位移隨時間變化的規(guī)律子位移隨時間變化的規(guī)律高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 1、頻閃照相的實驗方法、頻閃照相的實驗方法利用頻閃照相的方法描繪振動圖象，可以描述：一質(zhì)點不同時利用頻閃照相的方

3、法描繪振動圖象，可以描述：一質(zhì)點不同時刻的振動情況；刻的振動情況；第一章第一章 簡諧運動簡諧運動時間時間t0t02t03t04t05t06t0位移位移x/mm-20.0-17.2-10.00.010.017.320.0高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 2、借助記錄裝置的實驗方法、借助記錄裝置的實驗方法（1）讓）讓砂擺擺動，木板不動，觀察振子的運動軌跡和沙擺擺動，木板不動，觀察振子的運動軌跡和沙子的痕跡它們是否相同？沙子的痕跡能否反映振子不同時子的痕跡它們是否相同？沙子的痕跡能否反映振子不同時刻的位置？刻的位置？（2）讓）讓砂擺擺動，同時讓木板勻速運動，觀察振子

4、的運擺擺動，同時讓木板勻速運動，觀察振子的運動軌跡和沙子的痕跡它們是否相同？沙子的痕跡能否反映動軌跡和沙子的痕跡它們是否相同？沙子的痕跡能否反映振子不同時刻的位置？沙子的痕跡是怎樣的曲線？我們能振子不同時刻的位置？沙子的痕跡是怎樣的曲線？我們能否畫出類似的曲線來表示振子在不同時刻的位移情況？否畫出類似的曲線來表示振子在不同時刻的位移情況？ 注意：演示時要避免單擺做圓錐擺注意：演示時要避免單擺做圓錐擺砂擺實驗砂擺實驗高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 為什么實驗中紙帶運動的距離可以代表時間？為什么實驗中紙帶運動的距離可以代表時間？時間軸的理解時間軸的理解紙帶運動的

5、距離與時間成正比紙帶運動的距離與時間成正比高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 在振子上安裝一只記錄筆，下在振子上安裝一只記錄筆，下面放一條白紙帶，當(dāng)振子振動面放一條白紙帶，當(dāng)振子振動時，沿垂直于振動方向勻速拉時，沿垂直于振動方向勻速拉動紙帶，筆在紙帶上畫出一條動紙帶，筆在紙帶上畫出一條振動曲線。振動曲線。在振動物體上固定記錄筆的方法在振動物體上固定記錄筆的方法高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 在振動物體上固定記錄筆的方法在振動物體上固定記錄筆的方法樹立樹立圖象和情景圖象和情景之間之間 的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系高 二 物 理 選 修

6、3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 記錄振動的方法在實際生活中的應(yīng)用記錄振動的方法在實際生活中的應(yīng)用u心電圖儀心電圖儀u地震儀地震儀振動圖像在實振動圖像在實際中的應(yīng)用際中的應(yīng)用高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 三、對振動圖象的認(rèn)識三、對振動圖象的認(rèn)識1 1、物理意義：、物理意義： 表示振動物體在不同時刻相對于平衡位置的位移，以表示振動物體在不同時刻相對于平衡位置的位移，以及位移隨時間變化的規(guī)律及位移隨時間變化的規(guī)律 注意振動圖象不是質(zhì)點的運動軌跡注意振動圖象不是質(zhì)點的運動軌跡2 2、特點：、特點： 只有簡諧運動的圖象才是正弦只有簡諧運動的圖象才是正弦(

7、 (或余弦或余弦) )曲線。曲線。 高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 四、振動圖像的應(yīng)用四、振動圖像的應(yīng)用簡諧運動的位移隨時間按正弦或余弦規(guī)律變化。簡諧運動的位移隨時間按正弦或余弦規(guī)律變化?？芍庇^地讀取振幅可直觀地讀取振幅A、周期、周期T及各及各位移、時刻的位移、時刻的對應(yīng)值對應(yīng)值。表象表象高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 四、振動圖像的應(yīng)用四、振動圖像的應(yīng)用判定某時刻判定某時刻回復(fù)力、加速度方向回復(fù)力、加速度方向。圖線上某時刻對應(yīng)的圖線上某時刻對應(yīng)的斜率反映速度斜率反映速度，斜率正、負反映速，斜率正、負反映速度方向。斜率大時

8、速度大，斜率為正值時速度為正，斜度方向。斜率大時速度大，斜率為正值時速度為正，斜率為負值時速度為負。率為負值時速度為負。判斷某段時間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、判斷某段時間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況。勢能的變化情況。隱性隱性高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 簡諧運動的定義簡諧運動的定義（運動學(xué)定義）：（運動學(xué)定義）： 質(zhì)點的位移隨時間按正弦規(guī)律變化的振動，叫質(zhì)點的位移隨時間按正弦規(guī)律變化的振動，叫做簡諧運動做簡諧運動高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 五、簡諧運動的表達式五、簡諧運動的表達式1 1、簡諧運動的振動方程：、簡諧運動的振動方程：2 2、頻率：、頻率：22fT3 3、相位的定義：我們把振、相位的定義：我們把振動方程中正弦（或余弦）動方程中正弦（或余弦）函數(shù)符號后面相當(dāng)于角函數(shù)符號后面相當(dāng)于角度的量度的量 ，叫做振，叫做振動的相位，相位也叫位動的相位，相位也叫位()t相、周相，或簡稱為相相、周相，或簡稱為相高 二 物 理 選 修 3 - 4 第 十 一 章 機 械 振 動 五、簡諧運動的表達式五、簡諧運動的表達式【注意注意】 同一個振動用不同函數(shù)表示時相位不同同一個振動用不同函數(shù)表示時相位不同（1 1）相位）相位 是隨時間變化的一個變量是隨時間變化