高二物理競(jìng)賽簡(jiǎn)諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征和簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量課件

1第8章機(jī)械振動(dòng)§8.1

簡(jiǎn)諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征§8.2

簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)§8.3

簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量§8.4

簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成2§8.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征振動(dòng)中最簡(jiǎn)單最基本的是簡(jiǎn)諧振動(dòng)簡(jiǎn)諧振動(dòng):

一個(gè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的物體，如果其偏離平衡位置的位移x(或角位移)隨時(shí)間t按余弦(或正弦)規(guī)律變化的振動(dòng)x＝Acos(t＋0)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程x可作廣義理解:

位移、電流、場(chǎng)強(qiáng)、溫度…3振動(dòng)是一種普遍的運(yùn)動(dòng)形式機(jī)械振動(dòng):物體在某固定位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng),

是物體一種普遍的運(yùn)動(dòng)形式.

廣義振動(dòng):任何一個(gè)物理量在某一量值附近隨時(shí)間作周期性變化.振動(dòng)分類(lèi)振動(dòng)受迫振動(dòng)自由振動(dòng)共振阻尼自由振動(dòng)無(wú)阻尼自由振動(dòng)無(wú)阻尼自由非諧振動(dòng)無(wú)阻尼自由諧振動(dòng)(簡(jiǎn)諧振動(dòng))4x0x一、彈簧振子模型平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)彈性恢復(fù)力（線性回復(fù)力）F=-kx動(dòng)力學(xué)方程5二、微振動(dòng)的簡(jiǎn)諧近似1.單擺c0mTl平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)恢復(fù)力矩泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)線性恢復(fù)力矩動(dòng)力學(xué)方程62.復(fù)擺F7例:彈簧下面懸掛物體，不計(jì)彈簧重量和阻力，試證其在平衡位置附近的振動(dòng)是諧振動(dòng)。A證：以平衡位置0為原點(diǎn)，向下為x軸正向0△l是彈簧掛上重物后的靜伸長(zhǎng)設(shè)某一瞬時(shí)m的坐標(biāo)為xA動(dòng)力學(xué)方程為8§8.3簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量振動(dòng)動(dòng)能振動(dòng)勢(shì)能動(dòng)能和勢(shì)能的位相差為諧振動(dòng)的總能量9x0tx=Acos(ωt＋π)Et平均動(dòng)能平均勢(shì)能10上述結(jié)論雖是從彈簧振子這一特例推出，但具有普遍意義，適用于任何一個(gè)諧振動(dòng)系統(tǒng).11波動(dòng)是振動(dòng)狀態(tài)的傳播過(guò)程機(jī)械振動(dòng)在媒質(zhì)中傳播形成機(jī)械波電磁場(chǎng)的交替變化在空間的傳播形成電磁波光波、無(wú)線電波都是電磁波.

光學(xué)是研究光的本性、光的傳播和光與物質(zhì)相互作用等規(guī)律的學(xué)科.通常分為：

幾何光學(xué)：以光的直線傳播為基礎(chǔ)，研究光在透明介質(zhì)中傳播規(guī)律。

波動(dòng)光學(xué)：以光的波動(dòng)性質(zhì)為基礎(chǔ)，研究光的傳播及規(guī)律。量子光學(xué)：以光的粒子性為基礎(chǔ)，研究光與物質(zhì)相互作用規(guī)律。12光學(xué)的發(fā)展

17、18世紀(jì)有以牛頓為代表的微粒說(shuō)，以惠更斯為代表的波動(dòng)說(shuō)。但占統(tǒng)治地位的是微粒說(shuō)。

19世紀(jì)初，波動(dòng)光學(xué)體系已初步形成。

1801年英國(guó)的托馬斯·楊首先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了太陽(yáng)光的干涉，光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)逐步確立。托馬斯·楊和菲涅耳起了決定作用。

19世紀(jì)下半葉，麥克斯韋電磁場(chǎng)理論指出，光是電磁波中波長(zhǎng)在0.4－－0.76m的電磁波。實(shí)驗(yàn)還表明引起人的視覺(jué)的只是電磁波中的電矢量E。

19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，