1、简谐运动及其图像 机械振动： 定义： 回复力： 注意：1）回复力是一种效果力。是振动物体在沿振动方向上所受的合力。但不一定是物体受到的合外力。 “平衡位置” 平衡位置是指回复力为零的位置，使物体最终停止振动后振子所在位置。物体在该位置所受的合外力不一定为零。 描述振动的物理量： 位移： 振幅： 周期： 频率： 注意：简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处,二、简谐运动 1.定义： 2.受力特征：,3.运动（及能量）特征：简谐运动是 运动，运动物体的位移、速度、加速度（回复力、动能、势能）的变化具有周期性和对称性。 水平弹簧振子O为
2、平衡位置，A、B为最远点。分析其位移、 速度、加速度（回复力、动能、势能）的变化并总结规律。,例1：一弹簧振子作简谐振动，下列说法正确的是：（ ）A若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值。B振子是通过平衡位置时，速度为零，加速度最大。C振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同。D振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同。 例2：作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量：（ ） A速度； B位移； C回复力； D加速度,5、简谐运动的图象： 1）、又称振动图象，都是正弦或余弦曲线（如图） 2）、物理意义：是某一质点做简谐运动时，位移随 时
3、间变化的规律。 3）、振动图象是正弦曲线还是余弦曲线，这决定于 t0时刻的选择。,4）、振动图线不是质点的运动轨迹。 5）、简谐运动图象描述的振动物理量,第二课时 单摆、振动能量与共振 单摆 定义： 回复力： 单摆做简谐运动的条件： 周期公式： 单摆的等时性：当单摆的摆角很小时（小于10）时，单摆的周期与摆球质量m、振幅A都无关。其中l为摆长表示从悬点到摆球质心的距离，要区分摆长和摆线长 应用：A、计时器 B、测重力加速度,例题一、如图所示：一单摆及其振动图象，问： A.单摆的振幅为_，频率为_，摆长为_，一周期内位移、回复力、加速度、重力势能最大的时刻为_. B.若摆球从E指向G为正方向，为
4、最大摆角，则图象中O、A、B、C点分别对应单摆中的_点；一周期内加速度为正且减小，并与速度同方向的时间范围是_；势能增加且速度为正的时间范围是_.,动能增加且速度为正的时间范围是_. C.单摆摆球多次经过同一位置时，下述物理量变化的是（ ）,A.位移 B.速度 C.加速度 D.动量 E.动能 F.摆线张力大小 D.当在悬点正下方O处有一光滑水平细钉可挡住摆线，且OE= 1/4OE，则单摆周期为多少秒？比较钉挡绳前后瞬间摆线的张力。,E.若单摆摆球在最大位移处断了，此后球做什么运动？若在摆球经过平衡位置时摆线断了，摆球又做什么运动？,对周期公式的讨论（1）关于单摆摆长的讨论双线摆组合摆弧形槽,M
5、N,对周期公式的讨论（1）关于单摆摆长的讨论双线摆组合摆弧形槽,例2、如图所示，光滑的弧形槽半径为R（R MN,），A为弧形槽的最低点，小球B放在A点正上方离A的高度为h，小球 C放在弧形槽的边缘M点，同时释放两球，使两球正好在A点相碰，则h应为多大？,对周期公式的讨论（1）关于单摆摆长的讨论双线摆组合摆弧形槽,二、振动能量与共振 振动能量 阻尼振动： 受迫振动: 驱动力： 物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。 物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小 共振: 共振曲线：,利用共振的有：共振
6、筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、打秋千,防止共振的有：机床底座、航海、军队过桥、高层建筑、火车车厢 例1：如图，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，下面说法中正确的是（ ） A、只有A、C振动周期相等 B、A、B、C的振幅一样大 C、C的振幅比B的振幅大 D、A、B、C的振动周期相等,例：沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时，有（ ） A绳上各质点同时停止振动，横波立即消失 B绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失 C离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动 D离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动,机械波： 定义： 产生条件： 波的分类;横波：纵波
7、： 描述机械波的物理量：波长：频率：波速： 机械波的特点： 在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长。n个周期波形向前推进n个波长（n可以是任意正数）。因此在计算中既可以使用v=f，也可以使用v=s/t，后者往往更方便 介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移 机械波传播的是振动形式、能量和信息 4）对于理想的简谐波而言，各质点的振幅相同。 5）各质点的振动周期都与波源的振动周期相同。,二、波的图象 1. 图象作法：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各个质点的平衡位置，用纵坐标表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的
8、位移，连接各位移矢量的末端，所得曲线就是该时刻的波的图象.,2.图象特征：正弦或余弦曲线。 3.物理意义：某时刻各个质点的位移。（注意：双向性和重复性）波形图的重复性是指相隔时间为整数倍周期的两个时刻的波形图是相同的. 4.由图象获取的信息：位移，振幅、 波长。（求t内的路程和位移） 问题一：横波的传播方向与质点的振动方向之间的关系 小结： 问题二：已知波速和波形，划出t时间的波形。 小结： 5.与振动图象的区别。,第四课时 波的特有现象 声波 一、波的叠加,1、波的独立传播原理：几列波在相遇后仍保持各自-继续传播。 2、波的叠加原理：在它们重叠区域里，介质的质点同时参与-，质点的总位移等于-
9、的矢量和。 二、波的干涉 1、振动情况完全相同的两列波叠加，使某些区域的振动-，某些区域的振动-，并且振动加强的区域和振动减弱的区域-，这种现象叫波的干涉，形成的图样叫-。,(1)振动加强点的质点所处的位置并不是我们同学所主观认为出现在这个位置的一定是一个波峰，或者一定是一个波谷.振动加强点的意思是两列波在这点引起的位移的方向是同向的，如当一列波在这引起一个波峰的话，另一列波肯定在此引波 起波峰.所以此振动点就会出现很高的波峰，或很低的波谷，但是不会一直保持是波谷或波峰. (2)增强区或减弱区位置是确定的，即增强区的点始终增强；减弱区的点始终减弱 (3)干涉也是波特有的现象,干涉的产生条件：
10、注意 1）如果两列频率不同的波叠加，得到的叠加图样是不稳定的，即加强点或减弱点的位置是不确定的,而得不到干涉图样. （2）加强区或减弱区相互隔开，加强与减弱是指能量与振幅的加强与减弱。,三、波的衍射 1、定义: 注意： （1）一切波都能发生衍射现象，反之能发生衍射现象的就一定是波. （2）波绕过障碍物后，波速、波长以及频率都不变 （3）声波易发生衍射现象，光波不易发生衍射现象。 2、发生明显衍射现象的条件,注意：一切波都能发生衍射现象而且衍射现象一直存在，只是明显不明显的问题，我们说障碍物或孔的尺寸大小不是决定衍射是否能发生的条件，而是只是发生明显衍射现象的条件. 例1.如图3-7-10所示，
11、是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是（ ）,1. 现象：声源的频率-，观察者接收到的频率-。 2.产生原因： 3.变化规律 二者接近时，观察者接收到的频率- 二者远离时，观察者接收到的频率-。 4. 多普勒效应是波动过程共有特征,1、声音的产生 声音是由-发出的，声波是-。 2空气中的声速可认为是340m/s，水中的声速是1450m/s，铁中的声速是4900m/s。 3人耳可以听到的声波的频率范围是20Hz-20000Hz，低于2
12、0Hz叫 ，高于20000Hz叫 4人耳只能区分开相差0.1s以上的两个声音 5、几种声音现象 声波的 -回声 声波的 -闻其声不见其人 声波（音）的 -共鸣 声波的 -绕两频率相同的音叉转一圈，听到强弱变化的声音。,1关于机械波和机械振动的下列说法，正确的是： A有机械振动，就一定产生机械波 B有机械波，则一定有机械振动 C机械波就是质点在介质中的运动路径 D在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅,一个小石子扔向平静的湖水中，圆形波纹一圈圈向外传播，如果此时湖畔树上的一片树叶落在水面上，则树叶（ ） A渐渐漂向湖心 B渐渐漂向湖岸 C在落下的水面处附近运动 D沿波纹做圆周运动,下列说法不妥的有（ ）A声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波B波不但传送能量，还能传递信息 C发生地震时，由振源传出的既有横波又有纵波 D一切波的传播均需要介质,关于机械波的概念，下列说法中正确的是： A、质点振动的方向总是垂直于波传播的方向 B、简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等 C、任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长 D、相隔一个周期的两时刻，波形相同,区分横波和纵波是根据（ ）A沿水平方向传播的叫做横波B质点振动的方向和波传播的远近C质点振动的方向和波传播的方向 D质点振动的快慢,
