簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象及公式（課堂PPT）

1、1第三節(jié)第三節(jié) 簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象及公式簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象及公式2復(fù)習(xí)提問l1、什么是簡諧運(yùn)動(dòng)？、什么是簡諧運(yùn)動(dòng)？l2、簡諧振動(dòng)的振子向兩邊運(yùn)動(dòng)各個(gè)物理量、簡諧振動(dòng)的振子向兩邊運(yùn)動(dòng)各個(gè)物理量怎樣變化？怎樣變化？l3、什么是全振動(dòng)？、什么是全振動(dòng)？l4、描述簡諧運(yùn)動(dòng)有哪些特征物理量？、描述簡諧運(yùn)動(dòng)有哪些特征物理量？3導(dǎo)入新課l1、問題：前邊我們分別用公式和圖象研究了勻速直線運(yùn)動(dòng)和、問題：前邊我們分別用公式和圖象研究了勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)，那么：勻變速直線運(yùn)動(dòng)，那么：在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，設(shè)開始時(shí)的那在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，設(shè)開始時(shí)的那一時(shí)刻位移為零，則它的位移圖象是一條什么樣的線？加速一時(shí)刻位移為零，則它

2、的位移圖象是一條什么樣的線？加速直線運(yùn)動(dòng)又是怎樣的圖像？辨析下列圖直線運(yùn)動(dòng)又是怎樣的圖像？辨析下列圖l2、導(dǎo)入：那么如果用位移圖象來表示簡諧運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的、導(dǎo)入：那么如果用位移圖象來表示簡諧運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系，形狀又如何呢？關(guān)系，形狀又如何呢？4l彈簧振子彈簧振子：在水平彈簧振子的小球上安置：在水平彈簧振子的小球上安置一支記錄用的筆，在下面放一條白紙帶，一支記錄用的筆，在下面放一條白紙帶，當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)，沿當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)，沿垂直垂直于振動(dòng)方向勻速拉于振動(dòng)方向勻速拉動(dòng)紙帶，筆就在帶上畫出一條振動(dòng)圖線。動(dòng)紙帶，筆就在帶上畫出一條振動(dòng)圖線。模擬：56l橫軸表示時(shí)間，縱軸表示振子偏離平衡位置橫軸表示時(shí)

3、間，縱軸表示振子偏離平衡位置的位移的位移 振動(dòng)圖象：振動(dòng)圖象：1、定義：簡諧運(yùn)動(dòng)的位移、定義：簡諧運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖象通常時(shí)間圖象通常稱為稱為振動(dòng)圖象振動(dòng)圖象，也叫，也叫振動(dòng)曲線振動(dòng)曲線。 2 、特點(diǎn)：特點(diǎn)：都是正弦都是正弦 或余弦曲線。或余弦曲線。一、簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像一、簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像7 l簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像表示了簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像表示了振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化化的規(guī)律。即簡諧運(yùn)動(dòng)的的規(guī)律。即簡諧運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)位置坐標(biāo)x是時(shí)刻是時(shí)刻t的正的正弦或余弦函數(shù)。弦或余弦函數(shù)。 3、圖像的意義：、圖像的意義： 81、直接描述量：、直接描述量：振幅振幅A：圖像的峰值圖像的峰值周期周期T：相

4、鄰兩個(gè)位移為正的最大值或負(fù)的相鄰兩個(gè)位移為正的最大值或負(fù)的最大值之間的時(shí)間間隔最大值之間的時(shí)間間隔任意時(shí)刻的位移任意時(shí)刻的位移x。9l任一時(shí)刻任一時(shí)刻t的回復(fù)力的回復(fù)力F和加速度和加速度a：總是指向平總是指向平衡位置（或平行于衡位置（或平行于x軸指向軸指向t軸）軸） x0時(shí)，時(shí)，F(xiàn)回回0 、a0； xA時(shí)，時(shí)，F(xiàn)回回和和a達(dá)最大值達(dá)最大值 2、間接描述量間接描述量 頻率頻率f=1/T不同時(shí)刻的不同時(shí)刻的v大小方向大小方向判定：判定： x-t圖線上任一點(diǎn)圖線上任一點(diǎn)的切線的斜率大小等于的切線的斜率大小等于v。正負(fù)表方向，正表正負(fù)表方向，正表示與示與x方向相同，負(fù)表示與方向相同，負(fù)表示與x方向相反

5、方向相反 。101、x-t圖線是質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，一條質(zhì)點(diǎn)的位移圖線是質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，一條質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的圖象。隨時(shí)間變化的圖象。 2、振動(dòng)圖象是正弦曲線還是余弦曲線，這決定于振動(dòng)圖象是正弦曲線還是余弦曲線，這決定于t0時(shí)刻的選擇。即圖像形狀與時(shí)刻的選擇。即圖像形狀與計(jì)時(shí)起點(diǎn)計(jì)時(shí)起點(diǎn)有關(guān)。有關(guān)。3、從圖中可得振幅、從圖中可得振幅A 、周期、周期T 、任意時(shí)刻的位、任意時(shí)刻的位x；注：注：相鄰相鄰兩個(gè)兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同振動(dòng)情況完全相同的位置之間的時(shí)的位置之間的時(shí)間為一個(gè)周期間為一個(gè)周期T 4振動(dòng)圖象振動(dòng)圖象不是運(yùn)動(dòng)軌跡。不是運(yùn)動(dòng)軌跡。說明：說明：1112AC13CD14二、簡諧運(yùn)動(dòng)的表

6、達(dá)式二、簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式l由圖像知道振動(dòng)物體離開平衡位置的位移可以用 X=Asin(t+)來表示l因?yàn)?=2/T f=1/T 所以物體從不同的位置振動(dòng)，值不同。t+叫相位，叫相位，叫初相位。叫初相位。15幾種常見圖形的表達(dá)式幾種常見圖形的表達(dá)式l1l2結(jié)合圖像中反映的運(yùn)動(dòng)結(jié)合圖像中反映的運(yùn)動(dòng)情況與正弦函數(shù)在四個(gè)情況與正弦函數(shù)在四個(gè)象限中的特點(diǎn)，與線后象限中的特點(diǎn)，與線后的表達(dá)式進(jìn)行理解。的表達(dá)式進(jìn)行理解?；?6幾種常見圖像的表達(dá)式幾種常見圖像的表達(dá)式l3l4或或17l例題3、某簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為8cm，f=0.5Hzl零時(shí)刻的位移為4cm，且振子沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。l (1)寫出相應(yīng)的振動(dòng)方程。l

7、 (2)作出振動(dòng)圖像。18三、簡諧運(yùn)動(dòng)的相位與相位差的物理意義三、簡諧運(yùn)動(dòng)的相位與相位差的物理意義l 用單擺演示當(dāng)兩個(gè)擺長與振幅都一樣擺長與振幅都一樣的單擺在振動(dòng)步調(diào)總一致時(shí)，我們就說它們的相位相同，振動(dòng)相同振動(dòng)相同；l當(dāng)它們的位移總相反時(shí)，我們可以從振動(dòng)表達(dá)式推知它們的相位一定相差，就說它們的相位相反，振動(dòng)相反振動(dòng)相反；l兩個(gè)單擺的振動(dòng)步調(diào)不相同，就是因?yàn)樗鼈兙哂邢辔徊钕辔徊?。l 所以用來描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量有：周期、頻率、相位與相位差。19四、振動(dòng)圖象的實(shí)際運(yùn)用四、振動(dòng)圖象的實(shí)際運(yùn)用心電圖儀心電圖儀20地震儀地震儀21小結(jié)l簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象物理意義：簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象物理意義：l1、從圖象上我們可以知道振動(dòng)物體任一時(shí)刻的、從圖象上我們可以知道振動(dòng)物體任一時(shí)刻的位移。位移。l2、從振動(dòng)圖象上還可以知道振幅和周期；、從振動(dòng)圖象上還可以知道振幅和周期；l3、從振動(dòng)圖象上還可以知道某時(shí)刻振子的運(yùn)動(dòng)、從振動(dòng)圖象上還可