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简谐振动旋转矢量法

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大学物理-11第十一讲简谐振动、振动能量、旋转矢量法

大学物理-11第十一讲简谐振动、振动能量、旋转矢量法
振动方程 x0.15cos5tmxAcost
14
例：边长l的立方体木块浮于静水中，浸入水中部分 的高度为b。今用手将木块压下去，放手让其开始运 动。忽略水的阻力，证明木块作谐振动。 解：以水面为原点建立坐标OX。
任意时刻 F浮水(bx)l2g mgF浮ma
水 b l2g水 l2(bx)gm a
力使 减小.

mgsinmldd2t2
很小，sin mg
ml
d2
dt2
l m
f mg
d 2
dt 2

g
l

0
角谐振动
解为 0cos(t)
g T 2 l
l
g
12
例：如图所示装置，轻弹簧k =50N/m，滑轮 M =1kg,
半径 R =0.2m，物体 m =1.5kg。若将物体由平衡位置
X
P
xAcos(t)
◆可用该旋转矢量末端的投影点 P 的运动来表示简 谐振动。
16
旋转矢量法的应用
1.确定初位相 ●由初始位置 x0 确定旋转矢量两个可能的位置。 （特殊情况下只有一个位置） ●根据初始速度方向，由旋转矢量两个可能的位 置中确定初始位置，从而找出初相.。
A

Ox
17
例：确定下列情况的初位相 (a) 已知 t = 0 时，x = -A。 (b) 已知 t = 0时，x = 0，且向 x 轴正方向运动。 (c) 已知 t = 0，x = -A/2，且向 x 轴负方向运动。 (d) 已知 t = 0，x = -A/2，且向 x 轴正方向运动。
13
d2x dt2
k x0 m(1/2)m
d2x dt 2

简谐振动的旋转矢量法

简谐振动的旋转矢量法

简谐振动的旋转矢量法
简谐振动的旋转矢量法（also known as the rotational vector method）是一种描述简谐振动运动的方法。

这种方法将简谐振动的位移表示为一个旋转矢量，该旋转矢量的大小和方向都随时间变化。

在这种方法中，假设物体在振动过程中绕一个固定轴旋转。

这个固定轴被称为挠度轴，它垂直于振动平面。

振动的位移被表示为从挠度轴指向物体的矢量。

根据简谐振动的性质，位移矢量旋转的角度随时间变化，而角度的变化速率与振动频率相关。

通过将位置矢量的旋转速率与振动频率相关联，可以得到简谐振动的动态方程。

旋转矢量法可以应用于各种简谐振动问题，包括简谐振子、摆线振动等。

通过使用该方法，可以更轻松地分析和计算简谐振动的运动特性，例如位移、速度和加速度等。

此外，该方法还可以用于解决相关问题，如相位差和共振等。

总的来说，简谐振动的旋转矢量法是一种较为直观和简便的分析简谐振动运动的方法，它通过描述位移矢量的旋转来描述振动过程，并可以得到简谐振动的动态方程。

旋转矢量表示法振动合成

旋转矢量表示法振动合成

方法二：
(t2t1)326 5
t
t2
t1
5 6
65
5s 6
2 3
-A
AX
旋转矢量表示法振动合成
§4--4谐振动的合成
解：（1）设物体谐振动方程为
xA co ts
由题意知 A0.12 m
22S1
T2
旋转矢量表示法振动合成
4 – 3 谐振动的旋转矢量表示法
第四章 机械振动
〈方法一〉用数学公式求
x0 Acos A0.12 m x0 0.06m
cos 1
2
3
v0Asin0
3
x0.12costm
3
旋转矢量表示法振动合成
动为简谐运
动.
4 – 3 谐振动的旋转 矢量表示法 一、旋转矢量 A
第四章 机械振动
其模为简谐振动的振幅A，绕o点逆时针转动，角速度
大小 ，为谐振动角频率。
x旋 转矢A 量c 表示法o 振动合t成s ()
4 – 3 谐振动的旋转矢量表示法
第四章 机械振动
二、表示法 xA cots()
1. t=0时，矢量与x轴夹角为谐振动的初相 ，
t时刻与x轴夹角为t时刻谐振动的位相 t
当t 0
A
时
o
x0 x
x0Acos
A
t t 时 t
o
x
xAcots()
旋转矢量表示法振动合成
4 – 3 谐振动的旋转矢量表示法
第四章 机械振动
2.矢量的矢端在x轴上投影点做谐振动.
3.旋转一周，投影点在x轴上作一次全振动，所用时间与 谐振动的周期相同 T 2。
xA co ts ()
旋转矢量表示法振动合成

大学物理B(Ⅱ)旋转矢量

大学物理B(Ⅱ)旋转矢量
2
t 0.667s
x
A
00 7.5 A 2
A v
t0
例 一简谐运动的运动
曲线如图所示，求振动周
期.
t(s) t 0

A A2 0 A x
t 7.5
2π T T
t 7.5s
T 18s
例 已知谐振动的 A 、T ，求 1）如图简谐运动方
A＇
44
因为 v0 0 ，由旋转矢量图可知 ＇ π 4
x Acos(t ) 0.0707cos(6.0t π)
4
例2 一质量为 0.01kg 的物体作简谐运动，其振
幅为 0.08m，周期为 4s ，起始时刻物体在 x 0.04m
处，向 Ox轴负方向运动（如图）.试求
（1）t 1.0s 时，物体所处的位置和所受的力；
A/2 t ta
A 0 A x
t0
π ( π) 2π
3 33
tb
T
2π
T 3
的最短时间.
v
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
法一 设由起始位置运动到 x 0.04m 处所
需要的最短时间为 t
0.04 0.08cos(π t π) 23
t 0.667s
解法二
t 时刻
t
π3 π3
0.08 0.04 o 0.04
起始时刻
x/m
0.08
t π
3
π s1
x 0.08cos(π t π ) 23
m 0.01kg
v
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
x 0.08cos(π t π ) 23
t 1.0s 代入上式得 x 0.069m

简谐振动-旋转矢量法

简谐振动-旋转矢量法

sin2 (2 1)
y
2） 2 1 π
y A2 x A1
3）2 1 π 2
x A2
o A1
x2 A12
பைடு நூலகம்
y2 A22
1
x A1 cost
y
A2
cos(t
π) 2
A2 y
o A1 x
用 旋 转 矢 量 描 绘 振 动 合 成 图
两
相
互 垂 直 同 频 率 不 同 相
简 谐 运 动 的 合 成 图
x
x
A1 o
o
A
A2
A A1 A2
Tt
结论
A A12 A22 2A1 A2 cos(2 1 )
若两分振动同相位：
2 1 2k k 0,1, 2,
A A1 A2
若两分振动反相位:
两分振动相互加强
2 1 (2k 1) k 0,1, 2,
A A1 A2
两分振动相互减弱
再若 A1= A2 , 则 A= 0
M
A
P
x
注意：旋转矢量在第 2 象限
速度v <0
M
PA
x
注意：旋转矢量在第 2 象限
速度v <0
M
PA
x
<
注意：旋转矢量在第 3 象限
速度v 0
P x
MA
<
注意：旋转矢量在第 3 象限
速度v 0
P x
A
M
<
注意：旋转矢量在第 3 象限
速度v 0
P x
A
M
<
注意：旋转矢量在第 3 象限
速度v 0
找到谐振动的特征量，问题就解决了。

旋转矢量和振动合成

旋转矢量和振动合成
x = A 2 ,且向x 负向运动。
如：位相ωt2 +φ = 3π 2，问状态？ x =0 ，且向 x 正向运动。
ω
Aπ
3
o
x
例2. 已知状态求位相（特别是初位相）
如：t =0，x0 = A 2，v0>0，求φ ？
φ = 5π 3 或 φ = −π 3
A2
如：t = 0 ，x0 = − A 2 ，v0 <0,求 φ ？ −A 2 o
x/m
x/m
v A2 Δϕ
v A1
0.2
21
0.1
o
1234
56
t/s
解： A = 0.2m
ϕ1
=
−
π 2
T = 4s ω = 2π = π (1/s)
T2
x1
=
π 0.2 cos(
2
t
−
π 2
)
(SI)
Δt
=
Δϕ ω
φ2
=
−
π 3
x2
=
பைடு நூலகம்
π 0.2 cos(
2
t
−
π )
3
(SI)
(
=
π π
6 2
=
1 3
ω
Av
v A3
vϕ3
x ϕ
v
ϕ
A2
2
ϕ1 A1
多个同方向同频率简谐运动合成仍为简谐运动
11:00 10 9-2 旋转矢量表示和振动合成
x1 = A0 cos ω t
x2 = A0 cos( ω t + Δϕ )
xxNL3 ==LAA00ccooss[(ωωt
t +

第三节 旋转矢量法

第三节 旋转矢量法

§ 8.3 旋转矢量法一、旋转矢量1 矢量的模等于简谐振动的振幅A长度 = A ；2 矢量绕O 点作逆时针方向匀速转动，其角速度的大小等于简谐振动的角频率以ω为角速度绕o 点逆时针旋转；3 在t = 0时，矢量A 和x 轴的夹角为ϕ ，在任意时刻t ，它与x 轴的夹角为ωt +ϕ ，矢量A 的矢端M 在x 轴上的投影点P 的坐标为 矢量端点在x 轴上的投影做简谐振动例 已知简谐振动，A =4 cm ，ν = 0.5 Hz ，t =1s 时x =-2cm 且向x 正向运动。

写出此简谐振动的表达式。

解：由题意，T = 2 s由图， ϕ = π/3，当旋转矢量A 旋转一周，投影点P 作一次完全的振动 ，旋转矢量A 的端点在x轴上的投影点P 的运动为简谐振动例8-4 一物体沿x 轴作简谐振动，振幅为0.24m ，周期为2s 。

当t = 0时，x 0= 0.12m ，且向x 轴正方向运动。

试求（1）振动方程（2）从且向x 轴负方向运动这一状态，回到平衡位置所需的时间。

已知：0.24m =A s 2=T 0.12m 0=x 00>v ∴x = 4cos(πt + ) cmπ 3t = 1s x()ϕω+=t A x cos求：解：（1）简谐振动的角频率t = 0时旋转矢量的位置如图所示振动方程为（2）令φ < 0这一状态对应的时刻为 t 1；回到平衡位置的时刻为 t 2。

t 1和t 2时刻的旋转矢量位置，如图所示例8-5 两个同方向(沿x 轴方向)、同频率的简谐振动，其频率都是2s-1。

当第一个振子从平衡位置向正方向运动0.05s 后，第二个振子正处于正方向的端点。

求这两个简谐振动的相位差。

已知：求：当第一个振子从平衡位置向正方向运动时，其旋转矢量A 1的位置如图所示经过0.05s 后，旋转矢量A 1转过一角度？）（ =t x （1） ？=∆t （2） 2π2πrad πrad 2ω T ===π3ϕ=-π0.24cos(π )m 3x t =- ()21ππ5π326t t ω-=+=215π6Δs 0.833s πt t t =-==-1212s ==νν10100,0x υ=>0.05s =∆t A x =2？=∆ϕ解： 简谐振动的角频率4π0.050.2πω t =⨯=此时，第二个振子刚好处在正方向端点，其旋转矢量A 2由图可见，两振子的相位差为第二个振子比第一个振子的相位超前二、相位差1 相位差和初相差相位差(phase difference)---相位之差。

第四章振动下

第四章振动下

结论： 结论：
振子在振动过程中， （1） 振子在振动过程中，动能和势能分别随时间 变化，但任一时刻总机械能保持不变。 变化，但任一时刻总机械能保持不变。 （2） 动能和势能的变化频率是弹簧振子振动频 率的两倍。 频率一定时， （3）频率一定时，谐振动的总能量与振幅的平方 成正比。（适合于任何谐振系统） 。（适合于任何谐振系统 成正比。（适合于任何谐振系统） 弹性势能
小结：
描述简谐振动的三种方法： 描述简谐振动的三种方法： 运动方程，振动曲线，旋转矢量。 运动方程，振动曲线，旋转矢量。
的简谐振动， 例1：一物体沿 轴作振 幅为 A 的简谐振动，若初始时该球的 ：一物体沿x轴作振 状态为（ ） ；（2）在平衡位置且向X轴正方向运动 轴正方向运动； 状态为（1）X0＝ -A；（ ）在平衡位置且向 轴正方向运动； ；（ 处向X轴负方向运动；（4） 轴负方向运动；（ （3）在 X0＝1／2 A 处向 轴负方向运动；（ ）在 ） ／ 方向运动。试用旋转矢量法确定相应的初相位。 处向正 方向运动。试用旋转矢量法确定相应的初相位。 3π r ϕ = ϕ =π
k = m
得
X
g b
mg
b, v 0 = 0
g t+π) b
A =b, φ = π
[ 例2] 一谐振动的振动曲线如图所示。 一谐振动的振动曲线如图所示。
ω 以及振动方程。 求： ϕ 0 以及振动方程。
−
π
x
x
A 2
3r
A
1.0
0
解：
t
r A
A
π
2
x
π
3
t=
A x0 = = A cos ϕ 0 2 0时 v 0 = − ω A sin ϕ 0 > 0

简谐振动的三种表示方法

简谐振动的三种表示方法

简谐振动的三种表示方法“同学们，今天我们来学习简谐振动的三种表示方法。

”我站在讲台上对学生们说道。

简谐振动可是物理学中非常重要的一个知识点啊。

那它的三种表示方法是什么呢？首先就是解析式表示法。

我们可以用一个数学式子来精确地描述简谐振动，比如x=A sin(ωt+φ)，这里的 A 就是振幅，表示振动的幅度大小；ω是角频率，决定了振动的快慢；φ则是初相位。

就好比说钟摆的运动，它的摆动就可以用这样的解析式来表示，我们通过这个式子就能清楚地知道它在不同时刻的位置。

接着是图像表示法。

我们可以通过画出振动的位移随时间变化的图像来直观地了解简谐振动。

就像我们研究弹簧振子的振动时，我们可以把它在不同时间点的位移记录下来，然后画在坐标纸上，这样就能得到一条正弦曲线。

同学们看，这样是不是一下子就能明白它的振动规律了呢？还有就是旋转矢量表示法。

我们可以把简谐振动想象成一个旋转的矢量，这个矢量的长度就是振幅，它旋转的角速度就是角频率。

比如说单摆，我们可以用旋转矢量来很好地理解它的运动过程。

给同学们举个例子吧，大家都见过荡秋千吧。

秋千的来回摆动就是一种简谐振动。

我们可以用解析式来描述它在不同时刻的位置，通过图像看到它的位移变化，还可以用旋转矢量来理解它的运动过程。

这样是不是对简谐振动的理解更深刻了呢？同学们一定要好好理解这三种表示方法，它们在解决很多物理问题时都非常有用。

而且不仅仅是在物理领域，在其他很多方面也都有应用呢。

比如说在机械振动、声波、电磁波等方面都有着重要的意义。

希望同学们通过今天的学习，能真正掌握简谐振动的三种表示方法，以后遇到相关问题就能轻松解决啦。

好了，今天的课就上到这里，同学们还有什么问题吗？。

简谐振动的旋转矢量图示.ppt

简谐振动的旋转矢量图示.ppt

角频率ω
A 与参考方向x 的夹角
振动相位ωt+φ0
3、两个谐振动的相位差
x1 A1 cos(t 1 ) x2 A2 cos(t 2 )
相位差为 (t 2 ) (t 1) 2 1
采用旋转矢量表示为：
A2
2
A1
1
O
x
例1、两个同频率的谐振动，它们都沿x轴振动，且振
幅相等，当t =0时质点1在x=A/2处向左运动,另一质点
F kx m 2x
(0.01kg)(π s1)2 (0.069m) 1.70103 N
2
（2）由起始位置运动到 x 0.04m 处所需要
的最短时间.
v
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
解法一 设由起始位置运动到 x 0.04m 处所
需要的最短时间为 t
0.04m (0.08m) cos[(π s1)t π ]
x 0.12cos( 0.5 ) 0.104 m
3
v 0.12 sin( 0.5 ) 0.18 m/s
3 a 0.12 2 cos( 0.5 ) 1.03 m/s2
3
在t =T/4=0.5s时，可得
可得x 0.12cos( 0.5 ) 0.104 m
3
v 0.12 sin( 0.5 ) 0.18 m/s
sin0 0
0
3
简谐振动表达式 x 0.12cos( t ) m
3
因为
（2）由简谐振动的运动方程 x 0.12cos( t ) m
3
可得
v dx 0.12 sin( t ) m/s
dt
3
a dv 0.12 2 cos( t ) m/s2

物理-简谐振动的基本特征与旋转矢量图示法

物理-简谐振动的基本特征与旋转矢量图示法

研究简谐振动的重要性
机械振动的分类（从振动形式分） 连续振动、非连续振动； 周期振动、非周期振动…；
最简单、最基本的振动 —— 简谐运动.
简谐运动
合成 分解
复杂振动
机械振动第一讲
简谐振动的基本特征 旋转矢量图示法
一、简谐振动的定义
简谐振动
物体运动过程中，如果离开平衡位置的位 移（或角位移）按余弦函数（或正弦函数） 的规律随时间变化的运动，称为简谐振动。
三、简谐振动的三个特征量
4、振幅(A)与初相()的确定
设
注意 应根据
的符号确定 的象限范围。
三、简谐振动的三个特征量
讨论：两个同频谐振动的振动步调关系
谐振动1 x1 A1 cos(t 1 )
谐振动2 x2 A2 cos(t 2 )
相位差 (t 2 ) (t 1) 2 1
x
1）若 2 1 0
2
x轴负方向运动，而质点2在-A处。
试用旋转矢量法求这两个谐振动的初相差，及 两个质点第一次通过平衡位置的时刻。
四、简谐振动的旋转矢量图示法
小结：用旋转矢量法求相位或相位差的
O
x
第一步：由质点的位移x的值确定旋转矢量动端投影点 在x轴上的位置；
第二步：过该点作x轴的垂线，与矢量参考圆交于两点； 第三步：由质点振动速度的方向确定旋转矢量的位置。
运动学方程： 2、圆频率（ω）
最小正周期
完成一次全振动所需的时间
振动周期
振动频率 （系统固有）
三、简谐振动的三个特征量
运动学方程：
3、初相（ ）
振动速度 振动加速度
若A与确定：物体在t时刻的（x,v,a） 仅由( t + ) 决定。 称( t + ) 为物体在 t 时刻振动的相位(或)。 t =0 时的相位 ——初相位（或初相）

机械振动——简谐运动的基本概念2

机械振动——简谐运动的基本概念2
4．振动的合成(第 6 节内容) 例：一个质点沿 x 轴作简谐运动，振幅 A=0.06m，周期 T=2s，初始时刻质点位 于 x0=0.03m 处且向 x 轴正方向运动。求： （1）初相位； （2）在 x=-0.03m 处且 向向 x 轴负方向运动时物体的速度和加速度以及质点从这一位置回到平衡位置 所需要的最短时间。 解： （1）取平衡位置为坐标原点，质点的运动方程可写为
两边对时间求导，得
1 dv 1 dx m ⋅ 2v + k ⋅ 2 x =0 2 dt 2 dt
即
m⋅v
d 2x + k ⋅ xv = 0 dt 2 d 2x k + x=0 dt 2 m
令ω ＝
2
k ，则 m d 2x +ω2x = 0 2 dt
其解为
x = A′ cos(ωt + ϕ )
代入守恒方程可得 A=A’ 例 2．劲度系数为 k、原长为 l、质量为 m 的匀质弹簧，一端固定，另一端系一 质量为 M 的物体，在光滑的水平面上作直线运动，求其运动方程。
v A＝ x + 0 ω
2 0
2
二、能量平均值 定义：一个随时间变化的物理量 f(t)，在时间 T 内的平均值定义为
114
机械振动——简谐振动的基本概念
f =
1 f (t )dt T∫ 0 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 ∫ 2 mA ω sin (ωt + ϕ )dt = 4 mA ω = 4 kA T 0 1 1 2 1 2 1 2 2 2 ∫ 2 kA cos (ωt + ϕ )dt = 4 kA = 4 mA ω T 0
113
机械振动——简谐振动的基本概念
简谐运动的能量

§3.2 简谐振动的旋转矢量图示【VIP专享】

§3.2 简谐振动的旋转矢量图示【VIP专享】
F kx m 2x
(0.01kg)(π s1)2 (0.069m) 1.70103 N
2
（2）由起始位置运动到 x 0.04m 处所需要
的最短时间.
v
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
解法一 设由起始位置运动到 x 0.04m 处所
需要的最短时间为 t
0.04m (0.08m) cos[(π s1)t π ]
sin0 0
0
3
简谐振动表达式 x 0.12cos( t ) m
3
因为
（2）由简谐振动的运动方程 x 0.12cos( t ) m
3
可得
v dx 0.12 sin( t ) m/s
dt
3
a dv 0.12 2 cos( t ) m/s2
dt
3
在t =T/4=0.5s时，可得
x (0.08m) cos[(π s1)t π ] 3
2
3
v0 0
π
3
A
π3
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
x (0.08m) cos[(π s1)t π ]
2
3
m 0.01kg
v
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
t 1.0s 代入上式得 x 0.069m
2
3
v
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
cos( t ) 1
23 2
t 2 或 4
233 3
又因为第一次到达- 0.04m处时，v 0
即v A sin(t ) 0
23
所以t 2
23 3
t 2s 3

大学物理第三讲：8.1.3旋转矢量法

大学物理第三讲：8.1.3旋转矢量法

瞬时对应
1、旋转矢量A的长度为简谐振动的振幅 2、φ为t=0时的相位（初相位） 3、（ωt+φ)为t时刻的相位 4、旋转矢量A作逆时针匀速运动（ω角速度）
5、旋转矢量A的末端在参考坐标轴上的投影点的运动即代表质 点做简谐振动。
二、旋转矢量的长处
1、用旋转矢量A来表示简谐振动的位移
x Acost 当 0时 x t曲线
x/cm
t/s
o
9
三、应用举例
已知两个同方向，同频率的简谐振动如下：
x1 5cos10t / 2 x2 5cos10t
A 50cm
5 / 4或 3 / 4
用计算法求它们合振动的振幅和初相位。
已知：A1 A2 5cm；
x/cm
1 / 2;2
t/s
o 求：1合振动的振幅：A A12 A22 ;
16
谢谢大家！ 欢迎大家多提宝贵意见！
2015.10.10
17
18
合振动的初相位：2 ?
8-18 已知两个同方向、同频率的简谐振动如下： x1 5102 cos(10t 3 / 5) SI x2 6102 cos(10t / 5) SI
（1）求它们合振动的振幅与初相位；
（2）另有一个同方向简谐振动 x3 7 102 cos(10t )SI
问值为何值时， x1 x2的振幅最大？ 问值为何值时， x2 x3的振幅最小？
0.05sin 3 0.06sin
5
0.05cos 3
5
0.06 c os
arctan2.5 1.19rad 6813
5
5

12
（2）已知：
x1 5102 cos(10t 3 / 5) SI x2 6102 cos(10t / 5) SI

11-1简谐振动旋转矢量表示法

11-1简谐振动旋转矢量表示法

例 一质点沿x轴作简谐运动，振幅 A=0.12 m，周期T=2 s，当t=0时，质点对平衡 位置的位移x0=0.06m.此时刻质点向x正向运动。 试求：
（1）此简谐运动的表达式
解 A 0.12 m 2 π s1
T
t 0，x0 0.06 m
代入 x Acos(t )
v A sin(t )
相位 (位相) (t) t
初相位 t 0时，(t)
相位的意义: 表征任意时刻（t）物体振动状态
（相貌）. 物体经一周期的振动，相位改变 2π .
第十一章 振 动
7
大学物 理学
11-1 简谐振动的旋转矢量表示法
讨论 ➢ 相位差：表示两个相位之差
3
第十一章 振 动
14
大学物 理学
11-1 简谐振动的旋转矢量表示法
将t=T/4=0.5s分别代入位移、速度、加 速度的公式，得：
x 0.104m v 0.188m / s
a 1.03m / s2
A
t 时刻
x/m
0.12 0.06 o π0.06 0.12
3
A
起始时刻

第十一章 振 动
vm A
v A sin(t )
an A 2
a A2 cos(t )
第十一章 振 动
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大学物 理学
11-1 简谐振动的旋转矢量表示法
用旋转矢量图画简谐运动的x t图
第十一章 振 动
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大学物 理学
11-1 简谐振动的旋转矢量表示法
相位 t
x A cos(t )
（1）对同一简谐运动，相位差可以给出 两运动状态间变化所需的时间．

15 简谐振动 旋转矢量法

15 简谐振动 旋转矢量法

振动频率
ν 1 2 2π
k1k2
k1 k2m
P.20/35
作业
习题集：121、6、8、9、16
第5章 机械振动
P.21/35
P.3/35
§5.1 简谐运动
第5章 机械振动
5.1.1 简谐运动的特征及其运 动方程
弹簧振子——理想模型
简谐运动的受力
f kx
始终指向平衡位置(有心力)

简谐运动的动力学方程
单
摆
m d2x k x
dt 2
P.4/35
简谐运动动力学方程
m d2x k x 令 dt 2
2 k m
d2x dt2
arctavn0 0
x0
1
1
2
3
2 2
依题意, v＜0
v 0.24 3 0 .20 m s 8 1
(为什么 不取π ?)
2
P.9/35
§5.2 简谐运动的旋转矢量 表示法
5.2.1 旋转矢量表示法
t
x
P
• 旋转矢量A的模即为简谐运 动的振幅.
第5章 机械振动
• 旋转矢量A与x轴的夹角(t+)
篇机械振动&机械波
第五章 机械振动
第5章 机械振动
为何讨论的重点是简谐运动 复杂振动可分解为若干简谐运动
振动的运动学规律
简谐振动的动力学特征
振动能量的周期性特征
P.2/35
振动和波动的关系: 波动——振动的传播 振动——波动的源头
机械振动, 电磁振荡 机械波, 电磁波 德布罗意波——几率波
振动学是波动学的基础
即为简谐运动的相位.
• 旋转矢量 A 的角速度 即
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