振動(dòng)的描述課件高二上學(xué)期物理選擇性

第2章機(jī)械運(yùn)動(dòng)

第1節(jié)振動(dòng)的描述匯報(bào)人：請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)一下生活中常見(jiàn)的一些簡(jiǎn)諧振動(dòng)，并說(shuō)明這些簡(jiǎn)諧振動(dòng)有什么不同？擺線上各點(diǎn)的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)音叉叉股上各點(diǎn)的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)彈簧片上各點(diǎn)的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)說(shuō)話或唱歌時(shí)，用手摸著喉部，能感覺(jué)到聲帶的振動(dòng)。聲音大小發(fā)生變化，聲帶的振動(dòng)也有變化。一般情況下，女生的音調(diào)比男生高。這些現(xiàn)象表明振動(dòng)具有不同的特征。本節(jié)我們將學(xué)習(xí)描述振動(dòng)特征的物理量，并用圖像和公式描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。1.知道振幅、周期和頻率的概念,了解固有周期和固有頻率。2.掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像的物理意義和應(yīng)用。3.掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式,了解相位的概念。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、振動(dòng)特征的描述靜止位置振幅：即平衡位置振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離。（1）定義：（3）單位:在國(guó)際單位制中，單位是米（m）。（2）特點(diǎn)：振幅的2倍表示振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)范圍的大小。（4）物理意義：振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量。OOCB1.振幅振幅位移定義振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離從平衡位置指向振子所在位置的有向線段二者關(guān)系振幅等于位移的最大值標(biāo)矢性標(biāo)量矢量（5）振幅和位移的區(qū)別OCB一、振動(dòng)特征的描述2.周期T和頻率fCP（1）振動(dòng)的周期性，是指振動(dòng)物體經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后又重新回到原來(lái)的

，而且這種情況有規(guī)律的

出現(xiàn)。(2)全振動(dòng)：如圖所示，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

。振動(dòng)路徑上任一點(diǎn)PP→B→O→C→O→P完成一次全振動(dòng)P→O→C→O→B→P完成一次全振動(dòng)狀態(tài)重復(fù)重新回到原來(lái)狀態(tài)全振動(dòng)一、振動(dòng)特征的描述

全振動(dòng)快慢全振動(dòng)快慢一、振動(dòng)特征的描述(5)固有周期(固有頻率)：①定義：物體僅在

作用下振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)的周期、頻率與振幅的大小無(wú)關(guān)，只由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定。其振動(dòng)的周期(或頻率)稱(chēng)為固有周期(或固有頻率)。②特點(diǎn)：固有周期和固有頻率是振動(dòng)系統(tǒng)本身的屬性，與物體是否振動(dòng)

。一面鑼、一根弦、一座橋、一幢樓……都有自己的固有周期和固有頻率。發(fā)聲體的固有頻率不同，發(fā)出的聲音的音調(diào)也不同?；貜?fù)力無(wú)關(guān)一、振動(dòng)特征的描述用數(shù)碼照相機(jī)拍攝豎直方向彈簧振子的運(yùn)動(dòng)錄像，得到分幀照片，依次排列得到圖像。txO思考：如何理解這就是振子的位移時(shí)間圖象?描述了振子在各時(shí)刻時(shí)相對(duì)于平衡位置的位移。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移圖像二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移圖像1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像紙上的圖像可視為振子在振動(dòng)過(guò)程中的位移—時(shí)間圖像。第一個(gè)周期：時(shí)間t(s)0t02t03t04t05t06t0位移x(cm)-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0第二個(gè)周期：時(shí)間t(s)6t07t08t09t010t011t012t0位移x(cm)20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.0利用描點(diǎn)法2.x－t圖像的建立二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移圖像簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像是一條正弦（或余弦）曲線。3.x－t圖像的特點(diǎn)4.x－t圖像的意義5.x－t圖像直接反映的信息(如圖所示)它能直觀地表示做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體的位移隨時(shí)間按正弦（或余弦）規(guī)律變化的情況。(1)振幅A：曲線在縱軸方向上的

等于振幅A。(2)周期T：曲線中相鄰兩個(gè)相同狀態(tài)間隔的時(shí)間等于周期T。最大值二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移圖像

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

txBPOP′C6.從振動(dòng)圖像看周期①?gòu)慕?jīng)過(guò)平衡位置到下一次以相同速度經(jīng)過(guò)平衡位置②從到達(dá)最大位移到下一次以相同速度到達(dá)最大位移

③從任意位置到下一次以相同速度到達(dá)該位置T2T二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移圖像二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移公式

二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移公式2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式的特點(diǎn)

t/sx/m

振幅圓頻率相位

二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移公式3.相位：當(dāng)(ωt＋φ)確定時(shí)，x＝Asin(ωt＋φ)的函數(shù)值也就確定了，即物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位置狀態(tài)就確定了。物理學(xué)中把(ωt＋φ)叫作相位。φ是t＝0時(shí)的相位，稱(chēng)為初相位或初相。4.相位差：指兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位之差，可以反映出兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的步調(diào)差異，經(jīng)常用到的是兩個(gè)具有相同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差。兩個(gè)具有相同ω的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，設(shè)其初相分別為φ1和φ2，其相位差Δφ＝(ωt＋φ2)－(ωt＋φ1)＝φ2－φ1.

二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移公式甲與乙的相位差為0，同相步調(diào)一致乙與丙的