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第十一章机械振动
2. 简谐运动的描述
【学习目标】
1、知道振幅、周期和频率的概念,知道全振动的含义。
2、了解初相和相位差的概念,理解相位的物理意义。
3、了解简谐运动位移方程中各量的物理意义,能依据振动方程描绘振动图象。
【重点难点】
简谐运动的振幅、周期和频率的概念;相位的物理意义。相位的物理意义。
【课前预习】
知识点一、描述简谐运动的物理量
1、振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离,叫做振动的振幅.
意义:表示物体振动强弱的物理量.
用“A”表示,单位“米”(m),是标量。
2、周期和频率.
(1)全振动:振动物体从某一点出发经过一段时间又回到该位置,这时所有物理矢量的状态与出发时的状态完全相同,则说质点完成了一次全振动。
不管以哪里作为开始研究的起点,振子完成一次全振动的时间总是相等的。
(2)周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间,叫做振动的周期.
意义:描述振动物体振动快慢的物理量.
单位:“秒”用“T”表示(s),是标量
(3)频率:振动物体在单位时间内完成全振动的次数,叫做振动的频率.
意义:描述振动物体振动快慢的物理量.单位:“赫兹”简称“赫”(HZ),是标量。
(4)周期和频率的关系:周期和频率互为倒数关系。即:或
3.相位
相位是描述周期性运动的物体在各个不同时刻所处的不同状态
如:两个用长度相同的悬线悬挂的小球,把它们拉起同样的角度同时释放,我们说它们的相位相同,如果两小球不同时释放,则后释放的小球相位落后于前一个的相位.
知识点二、简谐运动的表达式
1、简谐运动的表达式
意义:描述简谐运动的位移和时间t之间的定量关系
说明:(1)—表示振动质点相对于平衡位置的位移;
(2)A—表示振动物体的振幅.
(3)ω—叫振动物体的圆频率,它也是描述简谐运动快慢的物理量
与周期、频率的关系:;因为| |≤1 所以| |≤A
2、相位和相差
(1)相位:简振运动表达式弦函数后面相当于角度的量叫相位,简称相。
表达式中代表了做简谐运动的质点在t时刻处于一个运动周期中的某个状态,所以代表简振运动的相位
(2)初相:t=0时的相位叫初相。表达式中:—振动物体的初相位
(3)相位差:某一时刻的两个位相之差叫相位差。
若频率不同:一般求t=0时的相位差。
若频率相同:
意义:描述一个振动比另一个振动步调差异的物理量。
【预习检测】
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