1、高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動復習回顧復習回顧1 1、機械振動機械振動：物體在平衡位置（中心位置）：物體在平衡位置（中心位置）兩側附近所做往復運動。通常簡稱為振動。兩側附近所做往復運動。通常簡稱為振動。 平衡位置：振子原來靜止時的位置平衡位置：振子原來靜止時的位置2 2、彈簧振子彈簧振子理想化模型：不計阻力、彈簧的理想化模型：不計阻力、彈簧的質量與小球相比可以忽略。質量與小球相比可以忽略。3 3、簡諧運動簡諧運動：質點的位移與時間的關系遵從：質點的位移與時間的關系遵從正弦函數的規律，即它的振動圖象（正弦函數的規律，即它的振動圖象（x xt t圖圖象）

2、是一條正弦曲線象）是一條正弦曲線 。高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動如圖是某質點做簡諧振動的振動圖象。根據圖像中的信息，回答下如圖是某質點做簡諧振動的振動圖象。根據圖像中的信息，回答下面問題。面問題。（1 1）質點離開平衡位置的最大距離有多大？）質點離開平衡位置的最大距離有多大？（2 2）在）在1.51.5s s和和2.52.5s s這兩個時刻，質點的位置各在哪里？這兩個時刻，質點的位置各在哪里？（3 3）在）在1.51.5s s和和2.52.5s s這兩個時刻，質點向哪個方向運動？這兩個時刻，質點向哪個方向運動？（4 4）質點相對于平衡位置的位移方向

3、在哪些時間內跟它瞬時速度）質點相對于平衡位置的位移方向在哪些時間內跟它瞬時速度方向相同？在哪些時間內跟瞬時速度的方向相反？方向相同？在哪些時間內跟瞬時速度的方向相反？（5 5）質點在第）質點在第2 2s s末的位移是多少？末的位移是多少？（6 6）質點在前）質點在前2 2s s內走過的路程是多少？內走過的路程是多少？見課本P5由圖象可以知道哪些信由圖象可以知道哪些信息？息？t/sO10-1024x/m高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動第二節第二節 簡諧運動的描述簡諧運動的描述高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動閱讀課

4、本閱讀課本P P5 5PP6 6，完成下列問題，完成下列問題1 1、振幅的定義及其物理意義、振幅的定義及其物理意義2 2、什么叫做全振動、周期、頻率、什么叫做全振動、周期、頻率3 3、相位的物理意義是什么、相位的物理意義是什么高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動1 1、振幅、振幅A A：(1)(1)定義定義: :振動物體離開平衡位置的最大距離振動物體離開平衡位置的最大距離. .(3)(3)單位單位: :在國際單位制中，振幅的單位是米（在國際單位制中，振幅的單位是米（m m）一、描述簡諧運動的物理量一、描述簡諧運動的物理量振幅的振幅的2倍表示振動物體運動范圍

5、的大小倍表示振動物體運動范圍的大小.(2)(2)物理意義：物理意義：振幅是描述振動強弱的物理量。振幅是描述振動強弱的物理量。高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動振幅和位移的區別?(1)振幅等于最大位移的數值振幅等于最大位移的數值.(2)對于一個給定的振動，振子的位移是對于一個給定的振動，振子的位移是時刻變化的，但振幅是不變的時刻變化的，但振幅是不變的.(3)位移是矢量，振幅是標量位移是矢量，振幅是標量.高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動1 1、若從振子向右經過某點若從振子向右經過某點C起，起，經過怎樣的運動才叫完成一

6、次全振動經過怎樣的運動才叫完成一次全振動? 2 2、彈簧振子完成一次全振動的路彈簧振子完成一次全振動的路程與振幅之間存在怎樣的關系程與振幅之間存在怎樣的關系?高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動2,2,一次全振動：一次全振動：振動物體從某一初振動物體從某一初始狀態開始，再次回到初始狀態始狀態開始，再次回到初始狀態（即位移、速度均與初態完全相同）（即位移、速度均與初態完全相同）所經歷的過程。所經歷的過程。一次全振動所經過的路程等于一次全振動所經過的路程等于4 4倍的振幅倍的振幅高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動(1)周

7、期周期T:做簡諧運動的物體做簡諧運動的物體完成一次完成一次全振動全振動所需要的時間所需要的時間. 單位單位:s.(2)頻率頻率 f:做簡諧運動的物體做簡諧運動的物體單位時間內完成單位時間內完成全振動全振動的次數的次數. 單位單位:Hz.(3) 關系：關系：T1 / f.3 3、周期、周期T T和頻率和頻率f f一、描述簡諧運動的物理量一、描述簡諧運動的物理量高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動一、描述簡諧運動的物理量一、描述簡諧運動的物理量4、相位、相位描述周期性運動在描述周期性運動在各個時刻所處的不同各個時刻所處的不同的的狀態狀態. .表示物體振動的表示

8、物體振動的步調步調. .高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動閱讀課本閱讀課本P P7 7PP8 8，完成下列問題，完成下列問題1 1、簡諧運動的表達式、簡諧運動的表達式2 2、簡諧運動的表達式中各量的含義、簡諧運動的表達式中各量的含義3 3、相位差的物理意義是什么、相位差的物理意義是什么高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動二、簡諧運動的表達式二、簡諧運動的表達式 簡諧運動的簡諧運動的位移位移- -時間關系時間關系 振動振動方程：方程： 振動振動圖象：圖象：正弦曲線正弦曲線 )sin(tAx高中物理選修高中物理選修3-4

9、 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動1. A叫叫簡諧運動簡諧運動的的振幅振幅.表示表示簡諧運動簡諧運動的的強弱強弱.2. 叫叫圓頻率圓頻率.表示表示簡諧運動的簡諧運動的快慢快慢. 它與頻率的關系：它與頻率的關系： =2 f 3.“ t+ ” 叫叫簡諧運動的簡諧運動的相位相位.表示表示簡諧簡諧運動運動所處的所處的狀態狀態. 叫叫初相初相位位簡稱初相簡稱初相，即即t=0時的相位時的相位.)sin(tAx振動方程振動方程中各量含義：中各量含義：，高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動 4. 實際上經常用到的是兩個相同頻率的實際上經常用到的是兩個相同頻率的簡

10、諧運動的相位差，簡稱相差簡諧運動的相位差，簡稱相差 2121tt同相：同相：頻率相同、初相相同頻率相同、初相相同( (即相差即相差為為0 0）的兩個振子振動步調完全相同）的兩個振子振動步調完全相同反相：反相：頻率相同、相差為頻率相同、相差為的兩個的兩個振子振動步調完全相反振子振動步調完全相反高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動A與與B同相同相A與與C反相反相A與與D異相異相相位差相位差2高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動2 2、甲和乙兩個簡諧運動的相差為、甲和乙兩個簡諧運動的相差為 ，意味著什么，意味著什么? ?2意

11、味著乙總是比甲滯后意味著乙總是比甲滯后1/41/4個周期或個周期或1/41/4次全振動次全振動 1 1、一個物體運動時其相位變化多少就意味著完成、一個物體運動時其相位變化多少就意味著完成了一次全振動了一次全振動? ?相位每增加相位每增加2 2就意味著發生了一次全振動就意味著發生了一次全振動思考與討論思考與討論高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動 一個質點作簡諧運動的振動圖像一個質點作簡諧運動的振動圖像如圖從圖中可以看出，該質點的振幅如圖從圖中可以看出，該質點的振幅A= _ m，周期，周期=_ s，頻率，頻率f= _ Hz,從從t=0開始在開始在t=.5s內

12、質點的位移內質點的位移 _ ,路程路程= _ 0.10.42.5 0.1m0.5m 例題例題1：高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動ss寫出振動方程寫出振動方程. .例題例題2：x=10sin(2 t) cm高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動例題例題3:某簡諧運動的位移與時間關系為：某簡諧運動的位移與時間關系為：x x=0.1sin=0.1sin（100100tt）cm, cm, 由此可知該振動由此可知該振動的振幅是的振幅是_cm_cm，頻率是，頻率是 z z，零時，零時刻振動物體的速度與規定正方向刻振動物體的速度與

13、規定正方向_（填（填“相同相同”或或“相反相反”).). 高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動例題例題4:有一個在光滑水平面內的彈簧振子，有一個在光滑水平面內的彈簧振子，第一次用力把彈簧壓縮第一次用力把彈簧壓縮x x后釋放，第二次把彈后釋放，第二次把彈簧壓縮簧壓縮2x2x后釋放，則先后兩次振動的周期和振后釋放，則先后兩次振動的周期和振幅之比分別為多少？幅之比分別為多少？高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動 一個質點在平衡位置一個質點在平衡位置0點附近點附近做簡諧運動做簡諧運動,若從若從0點開始計時點開始計時,經過經過3

14、s質質點第一次經過點第一次經過M點點;若再繼續運動若再繼續運動,又經又經過過2s它第二次經過它第二次經過M點點;則質點第三次則質點第三次經過經過M點所需要的時間是：點所需要的時間是：A、8s B、4s C、14s D、(10/3)sCD例題例題5：高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動猜想：猜想：彈簧振子的振動周期可能由哪些彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定因素決定?設計實驗：設計實驗：彈簧振子的周期由哪些因素決定彈簧振子的周期由哪些因素決定?控制變量法控制變量法 一次全振動的時間非常短，我們一次全振動的時間非常短，我們應該怎樣測量彈簧振子的周期應該怎樣測量彈簧振子的周期?高中物理選修高中物理選修3-4 3-4 第十一章第十一章 機械振動機械振動實驗實驗1：探究彈簧振子的探究彈簧振子的T與與k的關系的關系.實驗實驗2：探究彈簧振子的探究彈簧振子的T與與m的關系的關系.實驗實驗3：探究彈簧振子的探究彈簧振子的T與與A的關系的關系.進行實驗：進行實驗：結論：結論：彈簧振子的彈簧振子的周期周期T由由振動系振動系統本身的統本身的質量