1.2 振动的描述 课件

课件31张PPT。高中物理·选修3-4·鲁教版第2讲　振动的描述[目标定位]　1.知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义.2.知道简谐运动的图象是一条正弦(或余弦)曲线.3.会根据简谐运动的图象找出物体振动的周期和振幅，并能分析有关问题.4.理解简谐运动公式，能从中获取振幅、周期(频率)等相关信息．一、振动特征的描述
1．振幅
(1)定义：振动物体离开平衡位置的 ．用A表示．
(2)物理意义：表示振动的幅度大小或 ．最大距离振动强弱2．周期和频率
(1)全振动(如图1－2－1所示)做简谐
运动的物体由B点经过O点到达C点，
再由C点经过O点返回B点，我们说
物体完成了一次 ，重新回到原来的状态．图1－2－1全振动(2)周期
①定义：完成一次 经历的时间．用T表示．
②物理意义：表示振动的 ．
(3)频率
①定义：振动物体在1 s内完成 的次数．用f表示．
②物理意义：表示振动的 ．
③单位：Hz全振动快慢全振动快慢无关自由想一想　振幅就是振动物体离开平衡位置的最大位移吗？为什么？
答案　不是．振幅是一个标量．它是指物体离开平衡位置的最大距离．它既没有负值，也无方向，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、简谐运动的图象描述
简谐运动的图象是一条 曲线，这一图线直观地表示了做简谐运动物体的位移随时间按 规律变化．
想一想　简谐运动的图象描述的是小球的运动轨迹吗？
答案　不是．做简谐运动的物体的运动轨迹是往复运动的线段．正弦(或余弦)正弦(或余弦)一、对振动特征描述的理解
1．对全振动的理解
正确理解全振动的概念，应注意把握全振动的五种特征．
(1)振动特征：一个完整的振动过程．
(2)物理量特征：位移(x)、速度(v)等各个物理量第一次同时与初始状态相同，即物体从同一方向回到出发点．
(3)时间特征：历时一个周期．
(4)路程特征：振幅的4倍．
(5)相位特征：增加2π.【例1】　如图1－2－2所示，一弹簧
振子在B、C两点间做简谐运动，
B、C间距为12 cm，O是平衡位置，
振子从C点第一次运动到B点的时间为0.5 s，则下列说法中正确的是
(　　)
A．该弹簧振子的周期为1 s
B．该弹簧振子的频率为2 Hz
C．该弹簧振子的振幅为12 cm
D．振子从O点出发第一次回到O点的过程就是一次全振动图1－2－2二、对简谐运动的图象的理解
1．形状：正(余)弦曲线
2．物理意义
表示振动质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律．(3)任意时刻质点的振动方向：看下一
时刻质点的位置，如图1－2－4中a点，
下一时刻离平衡位置更远，故a此刻质
点向x轴正方向振动．图1－2－4(4)任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比较：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置，若远离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大；若靠近平衡位置，则速度越来越大，加速度、位移越来越小，如图中b，从正位移向着平衡位置运动，则速度为负且增大，加速度、位移正在减小，c从负位移远离平衡位置运动，则速度为负且减小，加速度、位移正在增大．注意：振动图象描述的是振动质点的位移随时间的变化关系，而非质点运动的轨迹．比如弹簧振子沿一直线做往复运动，其轨迹为一直线，而它的振动图象却是正弦曲线．【例2】　一质点做简谐运动的图象如图1－2－5所示，下列说法正确的是
(　　)
图1－2－5A．质点振动频率是4 Hz
B．在10 s内质点经过的路程是20 cm
C．第4 s末质点的速度是零
D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相同借题发挥　简谐运动的图象的应用
(1)可以从图象中直接读出某时刻质点的位移大小和方向、速度方向、加速度方向、质点的最大位移；
(2)也可比较不同时刻质点位移的大小、速度的大小、加速度的大小；
(3)还可以预测一段时间后质点位于平衡位置的正向或负向，质点位移的大小与方向，速度、加速度的方向和大小的变化趋势．针对训练　如图1－2－6所示为某物
体做简谐运动的图象，下列说法中正
确的是
(　　)
A．由P→Q，位移在增大
B．由P→Q，速度在增大
C．由M→N，位移先减小后增大
D．由M→N，加速度先增大后减小图1－2－62．关于两个相同频率的简谐运动的相位差Δφ＝φ2－φ1的理解
(1)取值范围：－π≤Δφ≤π.
(2)Δφ＝0，表明两振动步调完全相同，称为同相．
Δφ＝π，表明两振动步调完全相反，称为反相．
(3)Δφ>0，表示振动2比振动1超前．
Δφ<0，表示振动2比振动1滞后．再见