高中物理奧林匹克競賽專題--9-1簡諧運(yùn)動-振幅-周期和頻率-相位ppt課件

1、9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位1第九章第九章 振振 動動1a 定義：定義： 物體或物體的某一部分在一定位置物體或物體的某一部分在一定位置附近來回往復(fù)的運(yùn)動附近來回往復(fù)的運(yùn)動b 實例實例:心臟的跳動，心臟的跳動，鐘擺，樂器，鐘擺，樂器， 地震等地震等1 機(jī)械振動機(jī)械振動c 周期和非周期振動周期和非周期振動平衡位置平衡位置 一一 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位2第九章第九章 振振 動動2口琴的發(fā)音機(jī)理口琴的發(fā)音機(jī)理 1 2 3 4 5 6 7 7 6 5 4 3 2 1？9-1 9-1 簡諧運(yùn)動

2、簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位3第九章第九章 振振 動動3 3265琴碼琴碼弓弓提琴弦線的振動提琴弦線的振動9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位4第九章第九章 振振 動動4 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 最簡單、最根本的振動最簡單、最根本的振動諧振子諧振子 作簡諧運(yùn)動的物體作簡諧運(yùn)動的物體簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動復(fù)雜振動復(fù)雜振動合成合成分解分解2 簡諧振動簡諧振動9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位5第九章第九章 振振 動動5kl0 xmoAA 彈簧振子的振動彈簧振子的振動00Fx9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅

3、振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位6第九章第九章 振振 動動6振動的成因振動的成因b 慣性慣性a 回復(fù)力回復(fù)力9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位7第九章第九章 振振 動動7mk2令令 xxFm3 彈簧振子的運(yùn)動分析彈簧振子的運(yùn)動分析xtx222dd得得xa2即即omakxF具有加速度具有加速度 與位移的大小與位移的大小x成正比成正比,而方而方向相反特征的振動稱為簡諧運(yùn)動向相反特征的振動稱為簡諧運(yùn)動a9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位8第九章第九章 振振 動動8簡諧運(yùn)動的微分方程簡諧運(yùn)動的微分方程積分常數(shù)，根據(jù)初始

4、條件確定積分常數(shù)，根據(jù)初始條件確定)cos(tAx解方程解方程設(shè)初始條件為設(shè)初始條件為:解得解得xtx222dd000 = 時時，v vtxx簡諧運(yùn)動方程簡諧運(yùn)動方程9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位9第九章第九章 振振 動動9)cos(dd222tAtxa)cos(tAx由由得得)sin(ddtAtxv其中其中)arctan()(002020 xxAvv簡諧運(yùn)動方程簡諧運(yùn)動方程9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位10第九章第九章 振振 動動10tx 圖圖tv圖圖ta 圖圖TAA2A2AxvatttAAoooT)co

5、s(tAx0取取2T)2cos(tA)sin(tAv)cos(2tA)cos(2tAaT9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位11第九章第九章 振振 動動11簡諧運(yùn)動方程簡諧運(yùn)動方程)2cos()cos(tTAtAx 二二 振幅振幅maxxAtx圖圖AA xT2Tto9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位12第九章第九章 振振 動動12)cos(tAx三三 周期、頻率周期、頻率kmT2彈簧振子周期彈簧振子周期2T 周期周期)(cosTtA留意留意tx圖圖AA xT2Tto9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻

6、率周期和頻率 相位相位13第九章第九章 振振 動動1321T 頻率頻率T22 圓頻率圓頻率 周期和頻率僅與振動系統(tǒng)本身的周期和頻率僅與振動系統(tǒng)本身的物理性質(zhì)有關(guān)物理性質(zhì)有關(guān)tx圖圖AA xT2Tto)cos(tAx)(cosTtA9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位14第九章第九章 振振 動動14頻率為頻率為Hz33.1/1T例如，心臟的跳動例如，心臟的跳動80次次/分分s 75. 0) s (8060(min801）T周期為周期為大象大象 2530 馬馬 4050豬豬 6080 兔兔 100松鼠松鼠 380 鯨鯨 8動物的心跳次動物的心跳次/分分 9-1

7、 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位15第九章第九章 振振 動動15 昆蟲翅膀振動的頻率Hz 雌性蚊子雌性蚊子 355415 雄性蚊子雄性蚊子 455600 蒼蒼 蠅蠅 330 黃黃 蜂蜂 2209-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位16第九章第九章 振振 動動16 相位的意義相位的意義: 表征恣意時辰表征恣意時辰t物體振物體振動形狀容顏動形狀容顏. 物體經(jīng)一周期的振動，物體經(jīng)一周期的振動，相位改動相位改動 .2t四四 相位相位)cos(tAx相位相位 (位相位相)tt)()(0tt時，初相位初相位9-1 9-1 簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動 振幅振幅 周期和頻率周期和頻率 相位相位17第九章第九章 振振 動動1722020vxA00tanxv五五 常數(shù)常數(shù) 和和 確實定確實定A000vv xxt初始條件初始條件)sin(tAv)cos(tAx 對給定振動系對給定振動系統(tǒng)，周期由系統(tǒng)本統(tǒng)，周期由系統(tǒng)本身性質(zhì)決議，振幅身性質(zhì)決議，振幅和初相由初始條件和初相由初始條件決議決議.9