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时间:2021-11-22
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1、振幅、周期和频率一.振幅(A)1.定义:2.标、矢性:3.和位移的区别与联系:离开平衡位置的最大距离标量,无方向(1)位移的最大值等于振幅(2)对于简谐运动,振幅是个固定的值,但是位移是个不断变化的值。3.振幅物理意义:衡量振动的强弱(能量)。OB’BMm案例一:弹簧拉着质量为M的物块在光滑水平面上振动。O点为弹簧自然长度,B、B’点为振动最左、最右端。如果在M振动到B点时,无初速度的在M上放置一m,此后m与M保持相对静止。讨论振子的振幅如何变化。OB’BMmVV拓展:当M运动到O点时速度为V,此时在M上放置与M共速的m,此后m、M保持相对静止。讨论振子振幅如何变化。二.周期(T)1.描述
2、全振动O点是平衡位置,B、B’是振动的最左端和最右端,A,A’关于O点对称。描述下列情形下物体完成一次全振动所经历的位置。(1)物体从B点开始计时(2)从A点开始计时OB’BMAA’【归纳】能否从物理量s、v、F、a中寻找一个或者几个量,来定量确定全振动?OB’BMAA’(1)经过一次全振动,s是否与初状态相同?(2)s与初状态相同,是否一定经历了一次全振动?全振动的确定:(1)单一的x,v,F,a无法确定全振动(2)选择x和v,或者F和v,或者a和v来进行判定。OB’BMAA’当振子从某一个振动状态(s、v),第一次再回到该振动状态(s、v),所经历的过程为一个全振动。2.周期:完成一次
3、全振动所经历的时间案例:参考导与练例二思考下面问题一个做简谐运动的质点,某时刻位于A点,经过时间0.5s它第一次以相同的速度通过B,再过0.5s质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B,则质点振动的周期是?ABCC’OABOCC’t1t1t23.半周期的对称性(1)从振子经过B点开始计时,确定半周期后振子的位置;寻找两个位置上振子的s,v,F,a的关系;振子在这半个周期内走的路程?(2)从振子经过A点并向左运动开始计时呢?(3)从振子经过A点并向右运动开始计时呢?A’ABB’O【归纳】振子经过半个周期,初、末状态的S、v、F、a具有等大反向的特点;且振子经过的路程为2A。【辨析】初、末状态
4、的s等大反向,能否判定初末状态时间间隔一定是半个周期吗?【思考】如何从S、v、F、a角度确定半周期?当初、末状态s、v或者F、v或者a、v第一次等大反向时。拓展简谐运动的周期(推导)由简谐运动周期公式可知:振动系统的振动周期完全由系统自身因素(m,k)决定。所以简谐运动的周期也叫固有周期。说明:m为振子质量;k为回复力F和位移s的比例常数,对于弹簧振子,k为弹簧劲度系数。应用:在前面的案例中,振子振动的周期如何变化?OB’BMmOB’BMmVV频率:周期的倒数
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