简谐运动图像和公式课件.ppt

1、3、简谐运动的图象和公式体验：体验：一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段，观察纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段，观察得到的图象得到的图象 这种记录振动的方法在实际中有很多应用。这种记录振动的方法在实际中有很多应用。医院里的心电图及地震仪中绘制的地震曲线等，医院里的心电图及地震仪中绘制的地震曲线等，都是用类似的方法记录振动情况的。都是用类似的方法记录振动情况的。绘制地震曲线的装置绘制地震曲线的装置心电图心电图单摆振动图象单摆振动图象弹簧振子运动图像弹簧振子运动图像也可以用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动也可以用数码照相机

2、拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像，得到分帧照片，依次排列得到图象。录像，得到分帧照片，依次排列得到图象。做一做做一做（1 1）、频闪照相）、频闪照相 图像绘制方法图像绘制方法频闪仪每隔频闪仪每隔0.05s闪光一次，闪光的瞬间闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮。拍摄时底片从下向上匀速振子被照亮。拍摄时底片从下向上匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像的一系列的像 振子的位移振子的位移x x都是都是相对于相对于平衡位置平衡位置的位移，以平衡位的位移，以平衡位置为坐标原点置为坐标原点O O，沿振动方向，沿振动方向建立坐标轴。规定在建立坐标轴。规定在O O点右边

3、点右边时位移为正，在左边时位移时位移为正，在左边时位移为负。为负。（2 2）、建坐标系）、建坐标系一、简谐运动的图象一、简谐运动的图象txo1）建立坐标系：以横轴表）建立坐标系：以横轴表示时间。纵轴表示位移示时间。纵轴表示位移2）物理意义：表示振动物体离开）物理意义：表示振动物体离开平衡位置的位移平衡位置的位移随时间的变化规律随时间的变化规律振动位移：从平衡位置指向振子某时刻所在位置的振动位移：从平衡位置指向振子某时刻所在位置的 有向线段有向线段大小为平衡位置到该位置的距离，方向为平衡大小为平衡位置到该位置的距离，方向为平衡位置指向振子所在位置位置指向振子所在位置3）形式：正（余）弦曲线）形式

4、：正（余）弦曲线4）获取信息）获取信息振动图象与运动的轨迹振动图象与运动的轨迹思考思考1、简谐运动的图象就是物体的、简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？运动轨迹吗？2、由简谐运动的图象判断简谐、由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？运动属于下列哪一种运动？A、匀变速运动、匀变速运动 B、匀速直线运动、匀速直线运动 C、变加速运动、变加速运动 D、匀加速直线运动、匀加速直线运动 从简谐运动的图象知道振动物体的运动情况1、可知振幅A2、可知周期T和频率f3、可知任一时刻物体相对平衡位置的位移，从而确定该时刻物体的位置4、可以说明振动物体的速度、加速度随时间变化的情况和速度、加速度的方向二

5、、简谐运动的表达式二、简谐运动的表达式 描述周期性运动的物体在各个时刻所处状描述周期性运动的物体在各个时刻所处状态的物理量态的物理量.tAxsin 以以x x代表质点对于平衡位置的位移，代表质点对于平衡位置的位移，t t代代表时间，则表时间，则1 1、公式中的公式中的A A 代表什么代表什么?2 2、叫做什么叫做什么?它和它和T T、f f之间有什么关系之间有什么关系?3 3、公式中的相位用什么来表示公式中的相位用什么来表示?4 4、什么叫简谐振动的初相什么叫简谐振动的初相?)sin(tAxfT22振幅振幅角速度角速度相位相位初相位初相位)2sin()2sin(ftAtTAx 实际上经常用到的

6、是两个相同频率的简实际上经常用到的是两个相同频率的简谐运动的相位差，简称相差谐运动的相位差，简称相差 2121tt同相：同相：频率相同、初相相同频率相同、初相相同(即相差为即相差为0 0）的两个振子振动步调完全相同的两个振子振动步调完全相同反相：反相：频率相同、相差为频率相同、相差为的两个振子的两个振子振动步调完全相反振动步调完全相反2 2、甲和乙两个简谐运动的相差为、甲和乙两个简谐运动的相差为 ，意味着什么，意味着什么?2意味着乙总是比甲滞后意味着乙总是比甲滞后1/41/4个周期或个周期或1/41/4次全振动次全振动 1 1、一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成、一个物体运动时其相位变化

7、多少就意味着完成了一次全振动了一次全振动?相位每增加相位每增加2 2就意味着发生了一次全振动就意味着发生了一次全振动思考与讨论思考与讨论 1.1.某简谐运动的位移与时间关系为：某简谐运动的位移与时间关系为：x=0.1sin（100t）cm,由此可知该振动的由此可知该振动的振幅是振幅是_cm_cm，频率是，频率是 z z，零时刻，零时刻振动物体的速度与规定正方向振动物体的速度与规定正方向_（填（填“相相同同”或或“相反相反”).).课课 堂堂 练练 习习2、如图所示为一单摆及其振动图像，由图回答：、如图所示为一单摆及其振动图像，由图回答：(1)单摆的振幅为单摆的振幅为_，频率为，频率为_，摆长为

8、，摆长为_，一，一周期周期(02 s)内位移内位移x(F回回、a、Ep)最大的时刻为最大的时刻为_.(2)摆球多次通过同一位置摆球多次通过同一位置(不考虑最大位移处不考虑最大位移处)时，下列物理时，下列物理量变化的是量变化的是_.A.位移位移 B.速度速度 C.加速度加速度D.速率速率 E.动能动能 F.摆线张力摆线张力(3)当在悬点正下方当在悬点正下方O处有一光滑水平钉子可挡住摆线，且处有一光滑水平钉子可挡住摆线，且OE OE.则单摆周期为则单摆周期为_s.课课 堂堂 练练 习习关于简谐运动下列说法正确的是（关于简谐运动下列说法正确的是（）A A、简谐运动一定是水平方向的运动、简谐运动一定是

9、水平方向的运动B B、所有的振动都可以看成简谐运动、所有的振动都可以看成简谐运动课课 堂堂 练练 习习C C、物体做简谐运动时的运动轨迹一定是正弦曲线、物体做简谐运动时的运动轨迹一定是正弦曲线D D、只要振动图象是正弦曲线、只要振动图象是正弦曲线,物体一定做简谐运动物体一定做简谐运动 某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图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（象判断下列说法正确的是（）A A、振子偏离平衡位置的最大距离为、振子偏离平衡位置的最大距离为10cm10cmB B、1s1s到到2s2s的时间内振子向平衡位置运动的时间内振子向平衡位置运动C C、2s2s时和时和3

10、s3s时振子的位移相等，运动方向也相同时振子的位移相等，运动方向也相同D D、振子在、振子在2s2s内完成一次往复性运动内完成一次往复性运动1050-5-10t/sx/cm1 2 3 4 5 6课课 堂堂 练练 习习20-20t/sx/cm0 1 2 3 4 5 6 7课课 堂堂 练练 习习 某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象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（判断。下列说法正确的是（）A A、第、第1s1s内振子相对于平衡位置的位移与速度内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反方向相反 B B、第、第2s2s末振子相对于平衡位置的位移为末振子相对于平衡位置的位移

11、为-20cm-20cm C C、第、第2s2s末和第末和第3s3s末振子相对于平衡位置的位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移均相同，但瞬时速度方向相反 D D、第、第1s1s内和第内和第2s2s内振子相对于平衡位置的位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。移方向相同，瞬时速度方向相反。t/st/sO O3 3-3-38 81616x/mx/m1 1、质点离开平衡位置的最大位移？、质点离开平衡位置的最大位移？2 2、1s1s末、末、4s4s末、末、10s10s末质点位置在哪里？末质点位置在哪里？3 3、1s1s末、末、6s6s末质点朝哪个方向运动？末质点朝哪个方向运动？课课 堂堂 练练 习习4 4、质点在、质点在6s6s末、末、14s14s末的位移是多少？末的位移是多少？5 5、质点在、质点在4s4s、16s16s内通过的路程分别是多少？内通过的路程分别是多少？