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1、第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理知道什么是振幅、周期、知道什么是振幅、周期、频频率和相位率和相位理解并掌握周期和理解并掌握周期和频频率的关系率的关系了解了解简谐简谐运运动动的表达式的表达式第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理音乐会上，各具特色的乐器会给我们留下深刻的印音乐会上，各具特色的乐器会给我们留下深刻的印象，不同乐器都在和谐地振动，在我们说话时，用手摸喉象，不同乐器都在和谐地振动，在我们说话时，用手摸喉部，能感受到声带的振动这些都表明振动
2、具有不同的特部，能感受到声带的振动这些都表明振动具有不同的特征，如何科学地来描述振动呢？征，如何科学地来描述振动呢？第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理1简谐简谐运运动动是是性性运运动动，描描述述需需要要更更多多的物理量如的物理量如、等，等，这这些物理量都是些物理量都是量量2做做简谐简谐运运动动的物体，完成的物体，完成所所需要的需要的时间时间叫周期；叫周期；单单位位时间时间内完成内完成的的次次数数叫叫频频率率3简简谐谐运运动动的的方方程程(即即表表达达式式)xAsin(t)其其中中A叫叫(t)叫叫，叫做叫做周期周期振幅振幅周期周期频率频率相位
3、相位标标一次全振动一次全振动全振动全振动振幅振幅相位相位初相位初相位第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理(1)振幅振幅振振动动物物体体离离开开平平衡衡位位置置的的最最大大距距离离，用用A表表示示，单单位：位：m.(2)周期和周期和频频率率周周期期：做做简简谐谐运运动动的的物物体体完完成成一一次次全全振振动动所所需需要要的的时间时间，用，用T表示，表示，单单位：位：s.频频率率：单单位位时时间间内内完完成成全全振振动动的的次次数数，用用f表表示示，单单位：位：Hz.周期周期T与与频频率率f的关系是的关系是T第十一章第十一章 机械振动机械振动人教
4、版物理(3)相位相位用用来来描描述述周周期期性性运运动动在在各各个个时时刻刻所所处处的的不不同同状状态态其其单单位是弧度位是弧度(或度或度)第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理特别提醒：特别提醒：(1)振振幅幅是是标标量量，是是指指物物体体在在振振动动过过程程中中偏偏离离平平衡衡位位置置的的最最大大距距离离，它它没没有有负负值值，也也无无方方向向，它它等等于于振振子子最最大大位移的大小，但却不同于最大位移位移的大小，但却不同于最大位移(2)周周期期和和频频率率都都是是表表示示物物体体振振动动快快慢慢的的物物理理量量周周期期越越小小，频频率率越越大大，表表示示物物体体振振动动得得越越快快
5、，反反之之，表表示示物物体振动得越慢体振动得越慢第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理振振动动物体的位移是第物体的位移是第1节节中的一个重要物理量，振中的一个重要物理量，振幅是本幅是本节节的一个重要物理量，有人的一个重要物理量，有人说说振幅只不振幅只不过过是振是振动动中中位移的一个特殊位移的一个特殊值值而已，你是否而已，你是否赞赞同同这这个个观观点？点？第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理答案：答案：不赞同振动中的位移与振幅是振动中的两不赞同振动中的位移与振幅是振动中的两个重要物理量，其不同有许多方面：个重要物理量，其不同有许多方面：(1)振幅是振动物体离振幅是振动物体离开平衡位
6、置的最大距离，而位移是物体相对于平衡位置的开平衡位置的最大距离，而位移是物体相对于平衡位置的位置变化位置变化(2)振幅是表示振动强弱的物理量，而位移是表振幅是表示振动强弱的物理量，而位移是表示振动质点某时刻离开平衡位置的大小与方向简谐运动示振动质点某时刻离开平衡位置的大小与方向简谐运动中振幅是不变的，但位移是时刻变化的中振幅是不变的，但位移是时刻变化的(3)振幅是标量，振幅是标量，位移是矢量位移是矢量(4)振幅在数值上等于最大位移的大小振幅在数值上等于最大位移的大小.第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理(1)做做简谐简谐运运动动的的质质点在任意点在任意时时刻刻t的位移是的位移是x式中：
7、式中：A是振幅，是振幅，T是周期，是周期，0是初相位是初相位(2)相相位位差差：对对两两个个简简谐谐运运动动x1A1sin(t1)和和x2A2sin(t2)，21，即是两振，即是两振动动的相位差的相位差第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理特别提醒：特别提醒：关于相位差关于相位差21的说明：的说明：(1)取值范围：取值范围：.(2)0，表明两振动步调完全相同，称为同相，表明两振动步调完全相同，称为同相，表明两振动步调完全相反，称为反相，表明两振动步调完全相反，称为反相(3)0，表示振动，表示振动2比振动比振动1超前超前0，表示振动，表示振动2比振动比振动1滞后滞后第十一章第十一章 机械振
8、动机械振动人教版物理第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理答案：答案：BC解析：解析：依据两个振动方程我们知道：依据两个振动方程我们知道：方方程程1代代表表的的振振子子振振动动振振幅幅为为3；圆圆频频率率为为2f100，则，则f50；初相为；初相为.方方程程2代代表表的的振振子子振振动动振振幅幅为为5，圆圆频频率率为为2f100，则，则f50；初相为；初相为/4.第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理所以，答案所以，答案A错；错；B对；由于它们的振动周期相同所对；由于它们的振动周期相同所以他们的相位差为以他们的相位差为/3/4有确定的值，故选项有确定的值，故选项C正确选正确选项项D
9、不对，由于它们的相位差为不对，由于它们的相位差为/3/4/12，因此它们，因此它们在振动时步调不一致只有两个频率相同的振动，且相位在振动时步调不一致只有两个频率相同的振动，且相位差差212n(n0，1，2，)时，它们的振动步调才时，它们的振动步调才会一致，这就是我们常说的同相；若会一致，这就是我们常说的同相；若21(2n1)，说，说明这两个振动正好相反，我们叫它反相明这两个振动正好相反，我们叫它反相第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理关于简谐运动的频率，下列说法正确的是关于简谐运动的频率，下列说法正确的是()A频率越高，振动质点运动的速度越大
10、频率越高，振动质点运动的速度越大B频率越高，单位时间内速度的方向变化的次数频率越高，单位时间内速度的方向变化的次数越多越多C频率是频率是50Hz时，时，1s内振动物体速度方向改变内振动物体速度方向改变100次次D弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置时的弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置时的速度大小有关速度大小有关第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理解解析析：简简谐谐运运动动的的频频率率与与物物体体运运动动的的快快慢慢没没有有关关系系，描描写写物物体体运运动动的的快快慢慢用用速速度度，而而速速度度是是变变化化的的，假假如如说说物物体体振振动动过过程程中中最最大大速速度度越越大大，也也不
11、不能能说说明明它它的的频频率率越越大大振振动动的的越越快快和和运运动动的的越越快快意意义义是是不不同同的的，故故A错错误误简简谐谐运运动动的的物物体体在在一一个个周周期期内内速速度度的的方方向向改改变变两两次次，频频率率越越高高，单单位位时时间间内内所所包包含含的的周周期期个个数数越越多多，速速度度方方向向变变化化的的次次数数就就越越多多，故故B、C正正确确弹弹簧簧振振子子的的固固有有频频率率与与物物体体通通过过平平衡衡位位置置的的速速度度没没有有关关系系，它它由由振振动动系系统统的的固固有有量量：质质量量m和弹簧的劲度系数和弹簧的劲度系数k决定，故决定，故D错误错误答案：答案：BC第十一章第
12、十一章 机械振动机械振动人教版物理点评：点评：简谐运动的频率不是用来描述振动物体某时简谐运动的频率不是用来描述振动物体某时刻运动快慢的物理量，而是用来描述各量周期性变化快慢刻运动快慢的物理量，而是用来描述各量周期性变化快慢的，二者不能混为一谈的，二者不能混为一谈第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理(2009诸暨诸暨高二高二检测检测)如如图图所示，所示，为质为质点的振点的振动图动图象，象，下列判断中正确的是下列判断中正确的是()A质质点振点振动动周期是周期是8sB振幅是振幅是2cmC4s末末质质点的速度点的速度为负为负，加速度，加速度为为零零D10s末末质质点的加速度点的加速度为为正，速
13、度正，速度为为零零第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理答案：答案：AC解解析析：由由振振动动图图象象可可读读得得，质质点点的的振振动动周周期期为为8s，A对对；振振幅幅为为2cm，B错错；4秒秒末末质质点点经经平平衡衡位位置置向向负负方方向向运运动动，速速度度为为负负向向最最大大，加加速速度度为为零零，C对对；10s末末质质点点在在正的最大位移处，加速度为负值，速度为零，正的最大位移处，加速度为负值，速度为零，D错错.第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理答案：答案：CD第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理第十一章第十一章 机械
14、振动机械振动人教版物理答案：答案：ABC第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理 如如图图所示，水平桌面上的木所示，水平桌面上的木质质框架框架质质量量为为M，悬悬挂在框架上的挂在框架上的轻质弹轻质弹簧簧劲劲度系数度系数为为k，铁铁球球质质量量为为m.让铁让铁球球上下振上下振动动起来起来试试分析分析计计算：算：铁铁球的振幅多大球的振幅多大时时，木，木质质框框架才不会离开桌面？架才不会离开桌面？第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理解解析析：框框架架离离开开桌桌面面，是是指指框框架架受受桌桌面面的的支支持持力力为为零零；此此时时对对框框架架进进行行受受力力分分析析，可可知知弹弹簧簧应应有
15、有向向上上的的弹弹力力恰恰等等于于框框架架的的重重力力，由由此此可可得得弹弹簧簧的的被被压压缩缩量量根根据据振振幅幅定义，找出平衡位置，则振幅可求定义，找出平衡位置，则振幅可求框框架架的的重重力力为为Mg，只只有有铁铁球球处处在在最最高高位位置置、弹弹簧簧被被压压缩缩、框框架架受受到到竖竖直直向向上上的的弹弹力力等等于于Mg时时，框框架架对对桌桌面面的的压力恰好减小到零压力恰好减小到零第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理如如图图所示，某同学看到一只所示，某同学看到一只鸟鸟落在落在树树枝上的枝上的P处处，树树枝在枝在10s内上下振内上下振动动了了6次次鸟飞鸟飞走后，他把走后，他把50g的砝的砝码码挂挂在在P处处，发现树发现树枝在枝在10s内上下振内上下振动动了了12次，将次，将50g的砝的砝码换码换成成500g砝砝码码后，他后，他发现树发现树枝在枝在15s内上下振内上下振动动了了6次，你估次，你估计鸟计鸟的的质质量最接近量最接近()第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理A50g B200g C500g D550g答案：答案：B第十一章第十一章 机械振动机械振动人教版物理