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课件网) 第二章 机械振动 2.振动的描述 教学目标 CONTENT 01 02 03 知道简谐运动的表达式及式中各物理量的含义 知道简谐运动的振幅、周期、频率的含义 掌握简谐运动的位移图像 说话或唱歌时，用手摸着喉部，能感觉到声带的振动。声音大小发生变化，声带的振动也有变化。一般情况下，女生的音调比男生高。这些现象表明振动具有不同的特征。本节我们将学习描述振动特征的物理量，并用图像和公式描述简谐运动。 新课引入 以下两个振子的运动有何不同？ 下面振动的最大位移比上面的要大 静止位置 振幅 振幅 ：即平衡位置 振动物体离开平衡位置的最大距离。 1.定义： 2.单位: 在国际单位制中，单位是米（m）。 振幅的2倍表示振动物体运动范围的大小。 3.物理意义： 振幅是描述振动强弱的物理量。 振动特征的描述 一 知能提升 振幅 O O C B 振幅 位移 定义 振动物体离开平衡位置的最大距离 从平衡位置指向振子所在位置的有向线段 二者关系 振幅等于位移的最大值 标矢性 标量 矢量 4.振幅和位移的区别 O C B 1.全振动: 如果从振动物体向右通过O的时刻开始计时，它将运动到M，然后向左回到O，又继续向左运动到达M′，之后又向右回到O。这样一个完整的振动过程称为一次全振动。 周期和频率 以水平振子为例从O点出发，O→D → B → D → O是一次全振动吗？ 不是，全振动是O→D→B→D→O→A→O 深入理解 即时讨论 若振子从经过C点向右起开始，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？ 2.全振动的特点： ①在一次全振动过程中，一定是振子连续两次以相同速度通过同一点所经历的过程。 ②一次全振动的路程为振幅的4倍 深入理解 即时讨论 3.周期T： （1）做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫作振动的周期. （2）物理意义：描述振动快慢的物理量. （3）单位：秒（s） 4.频率f ：单位时间内完成的全振动的次数。 单位：赫兹（Hz），f = 5.圆频率ω ：ω是一个与周期T成反比、与频率f成正比的量，叫作简谐运动的“圆频率”，是描述振动快慢的物理量. 大量研究表明，若物体仅在回复力作用下振动时，振动的周期、频率与振幅的大小无关，只由振动系统本身的性质决定。其振动的周期（或频率)，称为固有周期（或固有频率)。 固有周期和固有频率是振动系统本身的属性，与物体是否振动无关，如一面锣、一根绷紧的弦、一座桥梁、一幢楼宇都具有各自的固有周期和固有频率。 为更好的描述小球的位置与位置变化特点，我们以小球的平衡位置为坐标原点，沿着它的振动方向建立坐标轴。规定水平向右为正方向，小球在平衡位置的右边时，它的位置坐标 x 为正，在左边时位置坐标 x 为负。如图所示： x 第一个 周期： 时间t(s) 0 t0 2t0 3t0 4t0 5t0 6t0 位移x(cm) -20.0 -17.8 -10.1 0.1 10.3 17.7 20.0 第二个 周期： 时间t(s) 6t0 7t0 8t0 9t0 10t0 11t0 12t0 位移x(cm) 20.0 17.7 10.3 0.1 -10.1 -17.8 -20.0 (1)描点法 图像绘制方法 为什么要匀速拖动白纸？ (2)描图记录法 用纸带上相同位移表示相等的时间。 x t v=0.05 m/s 5 cm一格代表1 s 弹簧振子的位移-时间图像。又称为振动图像。 用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像，得到分帧照片，依次排列得到图像。 （3）频闪照相 t x O 思考：如何理解这就是振子的位移时间图象 描述了振子在各时刻时相对于平衡位置的位移。 频闪照片研究振动图像 二 知能提升 简谐运动的位移图像 简谐运动的振动图像是一条正弦（或余弦）曲线，它能直观地表示做简谐运动物体的位移随时间按正弦（或余弦）规律变化的情况 横坐标：振动时间t 纵坐标：振子相对于平衡位置的位移 描述了质点作简谐运动时，位移随时间变化的规律，它不是质点的轨迹。 t1 t2 ... ...
