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1、9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位1第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版1a 定义：定义：物体或物体的某一部分在一定位置物体或物体的某一部分在一定位置附近来回往复的运动附近来回往复的运动b 实例实例:心脏的跳动，心脏的跳动，钟摆，乐器，钟摆，乐器，地震等地震等1 机械振动机械振动平衡位置平衡位置 一一 简谐运动简谐运动9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位2第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版2 简谐运动简谐运动 最简单、最基本的振动最简单、最基本的振动谐振子谐振子 作简谐运动的物体作简谐运动的
2、物体简谐运动简谐运动复杂振动复杂振动合成合成分解分解2 简谐振动简谐振动9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位3第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版3振动的成因振动的成因b 惯性惯性a 回复力回复力9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位4第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版4 弹簧振子的振动弹簧振子的振动9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位5第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版5令令 3 弹簧振子的运动分析弹簧振子的运动分析得得即即具有加速度具有加速
3、度 与位移的大小与位移的大小x成正比成正比,而方而方向相反特征的振动称为向相反特征的振动称为简谐运动简谐运动9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位6第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版6简谐运动的微分方程简谐运动的微分方程积分常数，根据初始条件确定积分常数，根据初始条件确定解方程解方程设初始条件为设初始条件为:解得解得简谐运动方程简谐运动方程9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位7第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版7由由得得其中其中简谐运动方程简谐运动方程9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅
4、 周期和频率周期和频率 相位相位8第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版8图图图图图图取取9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位9第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版9简谐运动方程简谐运动方程 二二 振幅振幅图图9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位10第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版10三三 周期、频率周期、频率弹簧振子周期弹簧振子周期 周期周期注意注意图图9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位11第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版1
5、1 频率频率 圆频率圆频率 周期和频率仅与振动系统周期和频率仅与振动系统本身本身的的物理性质有关物理性质有关图图9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位12第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版12频率为频率为例如，例如，心脏的跳动心脏的跳动80次次/分分周期为周期为大象大象 2530 马马 4050猪猪 6080 兔兔 100松鼠松鼠 380 鲸鲸 8动物的心跳（次动物的心跳（次/分）分）9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位13第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版13 昆虫翅膀振动的频率（昆虫翅膀振
6、动的频率（Hz）雌性蚊子雌性蚊子 355415 雄性蚊子雄性蚊子 455600 苍苍 蝇蝇 330 黄黄 蜂蜂 2209-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位14第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版14 相位的意义相位的意义:表征任意时刻（表征任意时刻（t）物体振物体振动状态（相貌）动状态（相貌）.物体经一周期的振动，物体经一周期的振动，相位改变相位改变 .四四 相位相位相位相位(位相位相)初相位初相位9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位15第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版15五五 常数常数 和和 的确定的确定初始条件初始条件 对给定振动对给定振动系统，周期由系系统，周期由系统本身性质决定，统本身性质决定，振幅和初相由初振幅和初相由初始条件决定始条件决定.9-1 9-1 简谐运动简谐运动 振幅振幅 周期和频率周期和频率 相位相位16第第九九章章 振振 动动物理学物理学第五版第五版16已知已知 求求讨论讨论图图取取