《简谐运动的图像》PPT课件.ppt

第三节￿￿￿￿￿简谐运动的图像和公式一、演示实验：画出简谐运动的图像演示简谐运动图像的装置演示简谐运动图像的装置单摆的运动图像单摆的运动图像1.1.进行实验，列表格，记录实验数据进行实验，列表格，记录实验数据时间时间t t0 00.110.110.220.220.330.330.440.440.550.550.660.66位移位移x/mmx/mm-20-20-17.8-17.8-10.1-10.10.10.110.310.317.717.72020时间时间t t0.660.660.770.770.880.880.990.991.11.11.211.211.321.32位移位移x/mmx/mm202017.717.710.310.30.10.1-10.1-10.1 -17.8-17.8-20-20xt02.2.建立坐标系、描点作图建立坐标系、描点作图结论：简谐运动的位移结论：简谐运动的位移- -时间图像是正弦或余弦曲线时间图像是正弦或余弦曲线x/mt/s12340560.5–0.51、物理意、物理意义：描述振：描述振动物体物体相对于平衡位置相对于平衡位置的位移的位移随随时间变化的化的规律律2、特点：、特点：简谐运运动的的图像是一条正弦（或余弦）曲像是一条正弦（或余弦）曲线二、简谐运动的图像 注意：简谐运动的位移时间图像反映的是质点的位移随时间的变化规律，不表示质点的运动轨迹振动图象是不是质点的运动轨迹？振动图象是不是质点的运动轨迹？思考1一个周期后的振动图象是怎样的?已经形成的振动图像形状不变，只是随时间的增加延展x/mt/s12340560.5–0.5思考23、、图象包含信息象包含信息•读：：A、、T、各、各时刻位移刻位移x•判：判：①①各各时刻刻F、、a、速度、速度v的方向的方向②②某段某段时间内内x、、F、、a、、v、、Ek、、Ep的的变化情况化情况•求：求：某段某段时间内振子的路程内振子的路程x/mt/s00.5–0.52314例例1 1、如图所示，是某简谐振动图象，试由图象判断下列说法哪、如图所示，是某简谐振动图象，试由图象判断下列说法哪些正确：些正确：( )( )A A、振幅是、振幅是5m B5m B、频率是、频率是0.8s 0.8s C C、末摆球速度为负，振动加速度为零、末摆球速度为负，振动加速度为零 D D、末摆球的加速度为正，速度为零、末摆球的加速度为正，速度为零E E、末摆球的加速度为正，速度为正、末摆球的加速度为正，速度为正F F、在、在t t＝＝0.3 s0.3 s与与t t＝＝0.9 s0.9 s两个时刻，弹簧振子振动情况相同两个时刻，弹簧振子振动情况相同G G、为一次全振动、为一次全振动H H、在、在t t＝＝0.1 s0.1 s与与t t＝＝0.3 s0.3 s两个时刻，弹簧振子在同一位置两个时刻，弹簧振子在同一位置CDG三、振动曲线的应用三、振动曲线的应用说明：一切复杂的振动都不是简谐振动，但它们都可说明：一切复杂的振动都不是简谐振动，但它们都可以看作是若干个振幅和频率不同的简谐振动的合成。

以看作是若干个振幅和频率不同的简谐振动的合成因而它们的振动曲线是正弦或余弦曲线的合成因而它们的振动曲线是正弦或余弦曲线的合成1 1）心电图仪）心电图仪（（2 2）地震仪）地震仪四、简谐运动的表达式四、简谐运动的表达式ω——物体做简谐运动的角（圆）频率；物体做简谐运动的角（圆）频率；A——物体做简谐运动的振幅；物体做简谐运动的振幅；  t+t+ —— 叫简谐运动的相位叫简谐运动的相位. .表示简谐运动所处的状态表示简谐运动所处的状态  叫初相叫初相, ,即即t=0t=0时的相位时的相位. .教材教材P12 P12 发展空间发展空间五、简谐运动的相位、相位差五、简谐运动的相位、相位差在简谐运动方程在简谐运动方程 中中 t+t+  叫做相位叫做相位 ，， 叫做初相叫做初相反相：两振动步调相反；反相：两振动步调相反；（相位差为（相位差为1800的奇数倍）的奇数倍）同相：两振动步调相同同相：两振动步调相同相位差为（相位差为1800的偶数倍）的偶数倍）两振动起始位置不同、起始振动方向不同，则两振动的两振动起始位置不同、起始振动方向不同，则两振动的相位不同。

相位不同两振动的相位之差称为相位差两振动的相位之差称为相位差￿￿例例2、某、某简谐运运动的振幅的振幅为8cm，零，零时刻的位移刻的位移为4cm，且，且振子沿振子沿x轴负方向运方向运动￿￿(1)写出相写出相应的振的振动方程；方程；￿￿(2)作出振作出振动图像A A、质点在、质点在10s10s内走过的路程为内走过的路程为40m40m位移为位移为0 0 B B、时，质点的位移为正，且正在向平衡位置运动、时，质点的位移为正，且正在向平衡位置运动 C C、时，质点的速度方向与加速度方向都和、时，质点的速度方向与加速度方向都和x x轴正向相反轴正向相反 D D、到质点的动能在增大，弹簧弹力对质点做功、到质点的动能在增大，弹簧弹力对质点做功 例例3 3、下图为某简谐运动图像，则下列说法正确的是、下图为某简谐运动图像，则下列说法正确的是 例4六、简谐运动的固有周期和固有频率￿￿￿￿周期由弹簧振子的固有属性决定因此叫固有周期弹簧振子的运动图像弹簧振子的运动图像在如图甲所示的装置中，可视为质点的小滑块沿固定的滑半球形容器内壁，在竖直平面的AB之间做简谐振动，压力传感器测得滑块对器壁的压力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，图中t＝0时，小滑块从A点开始运动．根据力学规律和题中所给出的信息，下列判断正确的是(g取10 m/s2) (　　)A．半球形容器的半径是0.4 mB．小滑块振动的周期是0.2π sC．在t＝到t＝的时间内，小滑块速度一直减小D．t＝时，小滑块振动到平衡位置，所受合外力为零。