《2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 第2講 振動(dòng)的描述課件 魯科版選修3-4.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 第2講 振動(dòng)的描述課件 魯科版選修3-4.ppt（39頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1章——,機(jī)械震動(dòng),,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．,,欄目索引 CONTENTS PAGE,一、振動(dòng)特征的描述,1．振幅 (1)定義：振動(dòng)物體離開平衡位置的 ．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,圖1,(1)全振動(dòng)(如圖1所示)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體由B點(diǎn)經(jīng)過O點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)，再由C點(diǎn)經(jīng)過O點(diǎn)返回B點(diǎn)， 我們說物

2、體完成了一次 ，重新回到原 來的狀態(tài)． (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 ．,全振動(dòng),全振動(dòng),快慢,(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,,,,(5)固有周期(頻率) 物體在 狀態(tài)下的振動(dòng)周期(或頻率)，叫做固有周期 (或固有頻率)．固有周期(或固有頻率)是物體本身的屬性，與物體是否振動(dòng) ．,自由,無關(guān),想一想 振幅就是振動(dòng)物體離開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．它是指物體離開平衡位置的最大距離．它既沒有負(fù)值，也無方向，而最大

3、位移是矢量，既有大小，也有方向，所以振幅不同于最大位移．,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．,二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象描述,正弦(或余弦),正弦(或余弦),三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式表達(dá),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

4、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. 2．振幅與路程的關(guān)系 振動(dòng)物體在一個(gè)周期內(nèi)的路程為四個(gè)振幅． 振動(dòng)物體在半個(gè)周期內(nèi)的路程為兩個(gè)振幅．,圖2,例1 如圖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)的過程就是一次全振動(dòng),答案 A,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

5、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．獲取信息 (1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅A和周期T，再根,(2)任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移的大小和方向．如圖3所示，質(zhì)點(diǎn)在t1、t2時(shí)刻的位移分別為x1和－x2.,圖3,(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)． (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，則速度越來越小，加速度、位移越來越大；若靠近平衡位置，則速度越來越大，加速度、位移越來越小，,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

6、，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．,圖4,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)，其軌跡為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線段，而它的振動(dòng)圖象卻是正弦(或余弦)曲線．,例2 一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖5所示，下列說法正確的是( ),圖5,A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率是4 Hz B．在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是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,答案 B,借題發(fā)揮 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象的應(yīng)用 (1)從圖象中直接讀出某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移大小和方向、

7、速度方向、加速度方向、質(zhì)點(diǎn)的最大位移； (2)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)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6所示為某物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，下列說法中正確的是( ) 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6,解析 由P→Q，位置坐標(biāo)越來越大，質(zhì)點(diǎn)遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)，位移在增大而速度在減小，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；,答案 AC,三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)公式,做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體位移x隨時(shí)間t變化公式： x＝Asin(

8、ωt＋φ),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)Δφ>0，表示振動(dòng)2比振動(dòng)1超前． Δφ<0，表示振動(dòng)2比振動(dòng)1滯后．,例3 一彈簧振子A的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為y＝0.1 sin 2.5πtm，位移y的單位為m，時(shí)間t的單位為s.則( ) A．彈簧振子的振幅為0.2 m B．彈簧振子的周期為1.25 s C．在t＝0.2 s時(shí)，振子的運(yùn)動(dòng)速度為零,答案 CD,1．彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，B、C相距

9、20 cm.某時(shí)刻振子處于B點(diǎn)，經(jīng)過0.5 s，振子首次到達(dá)C點(diǎn)，則該振動(dòng)的周期和頻率分別為________、________；振子在5 s內(nèi)通過的路程及5 s末的位移大小分別為________、________.,振動(dòng)特征的描述,,答案 1.0 s 1.0 Hz 200 cm 10 cm,2．一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移x與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖7所示，由圖可知( ),簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率是4 Hz B．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅是2 cm C．t＝3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿x軸正方向 D．t＝3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振幅為零,圖7,解析 由題圖可以直接看出振幅為2 cm，周期為4 s，所以頻率為0.2

10、5 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確； t＝3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置，沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)C正確； 振幅等于質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大位移，與質(zhì)點(diǎn)的位移有著本質(zhì)的區(qū)別，t＝3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，但振幅仍為2 cm，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．,答案 BC,3.如圖8所示，一底端有擋板的斜面體固定在水平面上，其斜面光滑，傾角為θ.一個(gè)勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定在擋板上，上端與物塊A連接在一起，物塊B 緊挨著物塊A靜止在斜面上．某時(shí)刻將B迅速 移開，A將在斜面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．已知物塊A、 B的質(zhì)量分別為mA、mB，若取沿斜面向上為正方向，移開B的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則A的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的圖象是( ),圖8,答案 B,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)公式,A．振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m B．周期是標(biāo)量，A、B周期相等，都為100 s C．A振動(dòng)的頻率fA等于B振動(dòng)的頻率fB D．A的相位始終超前B的相位,解析 振幅是標(biāo)量，A、B的振動(dòng)范圍分別是6 m,10 m，但振幅分別為3 m,5 m，A錯(cuò)；,答案 CD,