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1、为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1、简谐振动、描述简谐振动的特征量；、简谐振动、描述简谐振动的特征量；2、旋转矢量法、简谐振动的实例、简谐振动的能量；、旋转矢量法、简谐振动的实例、简谐振动的能量；3、两个同方向同频率的简谐振动的合成；、两个同方向同频率的简谐振动的合成；4、机械波的形成、描述波动的物理量；平面简谐波的波、机械波的形成、描述波动的物理量；平面简谐波的波动方程的建立及物理意义；动方程的建立及物理意义；5、波的能量和能量密度、波的能流和能流密度；、波的能量和能量密度、波的能流和能流密度；6、惠更斯原理、波的
2、衍射；波的叠加原理、波的干涉；、惠更斯原理、波的衍射；波的叠加原理、波的干涉；7、驻波。、驻波。振动和波动振动和波动基本内容基本内容为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1、简谐振动系统动力学特征、简谐振动系统动力学特征系统受线性回复力（矩）作用，如系统受线性回复力（矩）作用，如动力学方程为二阶线性常微分方程动力学方程为二阶线性常微分方程 只要一个系统的动力学条件满足这两个特只要一个系统的动力学条件满足这两个特征之一，我们就可以认定它为简谐振动系统。征之一，我们就可以认定它为简谐振动系统。这种系统有时简称这种系统有时简称谐
3、振子谐振子内容提要内容提要为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能几种典型简谐振动的比较几种典型简谐振动的比较系系 统统振动机制振动机制振动物理量振动物理量运动微分方程运动微分方程角角 频频 率率 弹簧振子弹簧振子 弹性力弹性力位位 移移单单 摆摆复复 摆摆扭扭 摆摆LC电路电路重重 力力重力矩重力矩扭力矩扭力矩自感电动势自感电动势摆摆 角角摆摆 角角转转 角角极板上电荷极板上电荷为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 2、简谐振动的运动学特征、简谐振动
4、的运动学特征振子的位移、速度、加速度都按余弦（或正弦）振子的位移、速度、加速度都按余弦（或正弦）规律作周期性变化；规律作周期性变化；振子的速度与位移之间有振子的速度与位移之间有/2的相位差；的相位差；加速度与位移有加速度与位移有的相位差。的相位差。凭借运动学特征，可以判断系统是否作简谐振动。凭借运动学特征，可以判断系统是否作简谐振动。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能初始条件初始条件为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能u简谐振动的三个判据简谐振动
5、的三个判据1)、物体所受、物体所受合外力合外力(或或合外力矩合外力矩)恒与恒与位移位移(或或角位移角位移)成正比且反向时，物体的运动是简谐振动。数学表达成正比且反向时，物体的运动是简谐振动。数学表达式为式为2)、任何一个物理量对时间的二阶导数与其本身正比、任何一个物理量对时间的二阶导数与其本身正比且反号时，该物理量按简谐振动规律变化。数学表达且反号时，该物理量按简谐振动规律变化。数学表达式为式为（或（或 ）3)、任何一个物理量如果是时间的余弦、任何一个物理量如果是时间的余弦(或正弦或正弦)函数，函数，那么该物理量按简谐振动规律变化。数学表达式为那么该物理量按简谐振动规律变化。数学表达式为为深入
6、学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3 3、描述简谐振动的特征量、描述简谐振动的特征量1)1)振幅振幅2)2)周期、频率周期、频率 周期周期 频率频率 角角(圆圆)频率频率3)3)相位相位为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4 4、旋转矢量法、旋转矢量法为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能线性回复力是线性回复力是保守力保守力，作，作简谐简谐振动的系统振动的系统机械能守恒机械能守恒（
7、振幅的动力学意义）（振幅的动力学意义）谐振系统的动能、势能交替变化，相互转换，而谐振系统的动能、势能交替变化，相互转换，而总能量不变。总能量不变。5 5、简谐振动的能量、简谐振动的能量为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能谐振能量与振幅的平方成正比。谐振能量与振幅的平方成正比。动能的时间平均值：动能的时间平均值：势能的时间平均值：势能的时间平均值：弹簧振子的动能和势能的平均值相等，弹簧振子的动能和势能的平均值相等，且等于总机械能的一半。且等于总机械能的一半。结论结论简谐振动能量守恒，振幅不变简谐振动能量守恒，振幅不变为深入
8、学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能6 6、两个同方向同频率简谐振动的合成、两个同方向同频率简谐振动的合成两个两个同同方向方向同同频频率简谐运动率简谐运动合成合成后仍为后仍为简谐简谐运动运动为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3 3）一般情况一般情况2 2）相位差相位差1 1）相位差相位差相互加强相互加强相互削弱相互削弱为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能7、机械波的形成、机械波的
9、形成产生条件：产生条件：1）波源；）波源；2）弹性介质）弹性介质.机械波：机械振动在弹性介质中的传播机械波：机械振动在弹性介质中的传播.8、波长、周期、频率和波速、波长、周期、频率和波速周期或频率只决定于波源的振动周期或频率只决定于波源的振动!波速只决定于媒质的性质！波速只决定于媒质的性质！沿沿 轴轴负负向向 9、平面简谐波波动方程、平面简谐波波动方程 沿沿 轴轴正正向向 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 波动方程的其它形式波动方程的其它形式角波数角波数 质点的振动速度，加速度质点的振动速度，加速度为深入学习习近平新
10、时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1010、波的能量、波的能量2 振动动能振动动能2 弹性势能弹性势能 体积元的总机械能体积元的总机械能为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 能量密度能量密度：单位体积介质中的波动能量：单位体积介质中的波动能量.平均平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值能量密度：能量密度在一个周期内的平均值.能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量.平均能流：平均能流：能流密度能流密度(波的强度波的强度):通
11、过垂直于波传播方通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流向的单位面积的平均能流.为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前新的波前.1111、惠更斯原理、惠更斯原理利用惠更斯原理可解释波的衍射、反射、折射利用惠更斯原理可解释波的衍射、反射、折射12、波的干涉、波的干涉1）频率相同；频率相同；2）振动方向平行；振动方向平行；3）相位相同或相位差恒
12、定相位相同或相位差恒定.波的相干条件波的相干条件 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能*波源振动波源振动点点P 的两个分振动的两个分振动常量常量为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能其他其他振动始终振动始终加强加强振动始终振动始终减弱减弱为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能波程差波程差若若 则则振动始终振动始终减弱减弱振动始终振动始终加强加强其他其他为深入学习习近平新时代中国特
13、色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能13、驻波、驻波驻波的振幅驻波的振幅与位置有关与位置有关（1）驻波方程）驻波方程正向正向负向负向各质点都在作同各质点都在作同频率的简谐运动频率的简谐运动为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 驻波方程驻波方程 10相邻相邻波腹（节）波腹（节）间距间距 相邻波相邻波腹腹和波和波节节间距间距 振幅振幅 随随 x 而异，而异，与时间无关与时间无关.波腹波腹波节波节（2）驻波的波腹与波节）驻波的波腹与波节为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党
14、的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能（3）相邻两波节之间质点振动同相位，任一波节两相邻两波节之间质点振动同相位，任一波节两侧振动相位相反，在侧振动相位相反，在波节波节处产生处产生 的的相位跃变相位跃变.（与行波不同，无相位的传播）（与行波不同，无相位的传播）.（4）相位跃变）相位跃变（半波损失）（半波损失）当波从波疏介质垂直入射到波密介质，当波从波疏介质垂直入射到波密介质，被反射被反射到波疏介质时形成到波疏介质时形成波节波节.入射波与反射波在此处的相入射波与反射波在此处的相位时时位时时相反相反,即反射波在即反射波在分界处分界处产生产生 的相位的相位跃变跃变，相当于出
15、现了半个波长的波程差，称相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失半波损失.波疏介质波疏介质 较小较小波密波密介质介质 较大较大 当波从波密介质垂直入射到波疏介质，当波从波密介质垂直入射到波疏介质，被反射被反射到波密介质时形成到波密介质时形成波腹波腹.入射波与反射波在此处的相入射波与反射波在此处的相位时时位时时相同相同，即反射波在分界处，即反射波在分界处不不产生相位产生相位跃变跃变.为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能（5）驻波的能量）驻波的能量 驻波的能量在相邻的波腹和波节间往复变化，驻波的能量在相邻的波腹和波节间往复变化，在相邻的波节间发生动能和势能间的转换，动能在相邻的波节间发生动能和势能间的转换，动能主要集中在波腹，势能主要集中在波节，但无长主要集中在波腹，势能主要集中在波节，但无长距离的能量传播距离的能量传播.