1--简谐运动 振幅、周期、频率.doc

-4-06届高三物理一轮授课提纲七、机械振动和机械波(1)[课题]简谐运动振幅、周期、频率[教学目标]1.知道简谐运动的规律2.理解简谐运动的图象并会用图象解决有关问题[教学重点]对简谐运动的理解[教学难点]简谐运动中位移、回复力、加速度、速度定性变化关系.[知识要点]一.机械振动1、机械振动：物体(或物体的一部分)在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动简称振动.产生振动的必要条件是物体受到回复力的作用且阻力足够小.2、回复力：使振动物体返回平衡位置的力叫做回复力.回复力时刻指向平衡位置.回复力是以效果命名的力它是振动物体在振动方向上的合外力可能是几个力的合力也可能是某一个力还可能是某个力的分力.注意回复力不一定等于合外力.二.描述机械振动的物理量1、位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段.位移是矢量其最大值等于振幅.2、振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离.振幅是标量表示振动的强弱.3、周期T：表示完成一次全振动所用的时间体现了振动快慢.4、频率f：表示单位时间内完成全振动的次数.f=1/T.当T和f是由振动系统本身的性质决定时(非受迫振动)则叫做固有周期和固有频率.三.简谐运动物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动叫做简谐运动.它是一种最简单、最基本的振动.四.简谐运动中各个物理量的变化1、远离平衡位置的过程：由于F＝-kx=max增大F增大a增大a与v反向故v减小动能减小．2、靠近平衡位置的过程：由F＝-kx＝ma知位移x减小F减小a减小但a与v同向故速率v增大动能Ek增大．3、经过同一位置时位移、回复力、加速度、速率动能一定相同但速度、动量不一定相同方向可相反．五、简谐运动的图象1、简谐运动的图象是____________________曲线横坐标表示_____________纵坐标表示_______________。它的物理意义是______________________________2、根据简谐运动的规律利用图象可以得到以下判定：eq\o\ac(○1)振幅A、周期T以及各时刻振子的位置。eq\o\ac(○2)各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向。eq\o\ac(○3)某段时间内振子的路程eq\o\ac(○4)某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。六、简谐运动的多解性和对称性1、简谐运动的多解性：作简谐运动的质点在运动方向上是一个变加速度的运动质点运动相同的路程所需的时间不一定相同它是一个周期性的运动若运动的时间与周期的关系存在整数倍的关系则质点运动的路程就会是唯一的．若是运动时间为周期的一半运动的路程也具有唯一性。若不是具备以上条件质点运动的路程是多解的这是必须要注意的．2、简谐运动的对称性：作简谐运动的质点在距平衡位置等距离的两点上时具有大小相等的速度和加速度在O点左右相等的距离上的运动时间也是相同的。[解题指导]【例1】一水平弹簧振子在平衡位置O点附近作简谐振动它离开O点经过0.4S后第一次到达M点再经过0.2S第二次到达M点从弹簧振子离开O点开始计时则（）A、振子第三次到达M点还要经过的时间是1.8SB、t1=0．5S时和t2=1.5S时弹簧长度可能相同C、t1=1/3S时和t2=2/3S时振子加速度大小一定相等D、t1=1/3S时和t2=2/3S时振子运动动量一定相同【例2】一竖直弹簧的下端固定在地面上上端连着质量为M的B板B板上放一个质量为m的物块C如图所示．平衡时弹簧被压缩L0．若使C随B一起沿竖直方向做简谐运动而不分离当C的速度达到最大时C对B压力大小为多少？此时振动的最大振幅为多大？【例3】李明通过实验画一个电动音叉的振动图像。实验方法为：用一块涂有碳黑的玻璃板质量为2kg．竖直向上由静止开始用恒力向上拉一个装有指针的振动频率为5HZ的电动音叉在玻璃板上画出如图所示的曲线．老师看了之后对李明说：这个振动图像是画失败了但如果你量一量OA、OB、OC的长度你就可以计算出你的拉力为多少。若李明量得OA=1cmOB=4cmOC=9cm则拉力F有多大？（g取10m/s2）【例4】如图是用频闪照相的办法拍下的一个弹簧振子的振动情况．a图是振子静止在平衡位置时的照片b图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20mm处放手后在向右运动的1/2周期内的频闪照片C图是振子在接下来的1/2周期内的频闪照片已知频闪的频率为9.0HZ则相邻两次闪光的时间间隔t0＝______s．振动的周期T＝________s照片是记录的是_________