5简谐运动的合成
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《普通物理》课程标准1. 课程基本信息课程代码:课程归口:电子信息工程技术专业适用专业:电子信息工程技术学时数:64学分:4先修课程:高等数学2. 课程性质与地位大学物理是高等院校非物理类理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。
它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础。
课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分,是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。
该课程在培养学生的探索精神和创新意识等方面,具有其他课程不能替代的重要作用。
3.课程的内容与要求第一部分力学.第1章质点运动学1.1质点运动的描述1.2加速度为恒矢量时的质点运动1.3圆周运动1.4相对运动基本要求:1.深入地理解质点、位移、速度和加速度等重要概念,深入理解质点的运动。
2.分析加速度为恒矢量时的质点运动方程。
3.明确圆周运动中角位移、角速度、切向加速度、法向加速度的关系。
重点与难点:1.加速度为恒矢量时质点运动方程的描写。
2.质点圆周运动的分析。
第2章动力学基本定律2.1牛顿定律2.2物理量的单位和量纲2.3几种常见的力2.4惯性参考系力学相对性原理2.5质点和质点系的动量定理2.6动量守恒定律2.7动能定理2.8保守力与非保守力势能2.9功能原理机械能守恒定律2.10完全弹性碰撞完全非弹性碰撞2.11能量守恒定律基本要求:1.清晰的理解牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
2.熟练掌握几种常见力。
3.掌握物理量的单位和量纲。
4.理解惯性参考系和力学相对性原理,能列举出牛顿定律应用的例子。
5.掌握质点和质点系的动量定理。
6.熟练掌握动量守恒定律和动能定理。
7.掌握功能原理和机械能守恒定律。
8.清晰分辩出完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞重点与难点:1.牛顿三定律的应用。
2.参考系的选择。
第5章 机械振动一、基本要求1.掌握描述简谐运动各物理量的物理意义及相互关系,能根据给定的初始条件建立简谐运动方程;2.掌握旋转矢量法,并能用以求解初相、相位、相位差、时间差;理解简谐运动合成规律; 3.理解振幅、周期、频率、相位等描述机械波的重要物理量。
二、基本内容(一)本章重点和难点:重点:理解简谐运动特征并能根据给定的初始条件写出简谐运动方程。
难点:掌握旋转矢量法在解题中的应用。
(二)知识网络结构图:⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+===⎪⎩⎪⎨⎧=+''+=-=李萨如图形垂直方向频率整数比椭圆运动垂直方向同频率拍同方向不同频率仍为简谐运动同方向同频率简谐运动的合成总能量弹性势能动能简谐运动的能量复摆单摆弹簧振子典型例子初相相位角频率频率周期振幅基本物理量谐运动微分方程谐运动方程回复力公式简谐运动的定义振动::::212121,,:,,,,,:0:)cos(::2222kA E E E kx E m v E x x t A x kx F p k p k ωϕω(三)容易混淆的概念: 1.初相和相位简谐振动运动方程 简谐振动能量 简谐振动合成速度方程 加速度方程 动能 势能 合振幅合相位初相ϕ反映简谐运动物体在初始时刻的运动状态;相位ϕω+t 反映简谐运动物体在任意时刻的运动状态。
2.角频率和频率角频率(圆频率)ω反映角位置随时间的变化,对于谐振子而言,由劲度系数和质量决定,又称固有频率;频率ν是单位时间内完成全振动的次数,是周期的倒数。
(四)主要内容:1.简谐运动的基本概念:(1) 运动方程:)cos(ϕω+=t A x ,A x m =(2) 速度方程:)sin(ϕωω+-=t A v ,A v m ω= (3) 加速度方程:)cos(2ϕωω+-=t A a ,A a m 2ω= (4) 周期:ωπ2=T(5) 频率:πων21==T (6) 时间差与相位差的关系:ωϕ∆=∆t2.旋转矢量法:在平面上画一矢量A ,初始位置与x 轴正方向的夹角等于初相位ϕ,其尾端固定在坐标原点上,其长度等于振动的振幅A ,并以圆频率ω为角速度绕原点作逆时针匀速转动,则矢量A在x 轴上的投影为:)cos(ϕω+=t A x 。
振化方向之间的夹角2、布儒斯特定律120tan n n i =此时,反射光线与入射光线线垂直光的干涉1、光程 nr l = n :介质折射率 r :光在介质中的几何路程2、光程差与相位差的关系λδπϕ∆=∆2 3、干涉加强和减弱的条件⎪⎩⎪⎨⎧+±±=∆2)12(λλδk k 4、半波损失:当光从光疏介质射向光密介质,并在反射面上发生反射时,反射光的相位跃变了π,相当于出现半个波长的光程差,称为半波损失。
5、双缝干涉:⎪⎩⎪⎨⎧=-±=±=)(3,2,12)12((,2,1,0暗纹明纹) k d D k k d kD x λλ----------光在真空中的波长-------光程差 加强 (k=0,1,2,…) 减弱相干光到P 点的光程差D xd==∆12r -r , 相邻两明暗条纹的间距:dD x λ=∆ (每个字母的含义图上都有,各种不解释!)6、 薄膜干涉---------等厚干涉明暗条件为:⎪⎩⎪⎨⎧=+==∆(暗纹)明条纹 2,1,02)12()(2,1k k k k λλ1、 波膜厚度不均匀,而光线垂直入射,则222λ+=∆e n , 2、 相邻两明纹之间的厚度差为:22n e λ=∆ 3、 劈尖干涉中相邻两明(暗)纹之间的距离为θλ22n l =4、 牛顿环干涉的条纹是以接触点为圆心的同心圆环,其明暗环的半径分别为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-=)(,2,1,0)(,2,12)12(22暗环明环 k n kR k n R k r λλ题型及解题要点1、双缝干涉的条纹问题:干涉条纹是明是暗,取决与相干光的光程。
2、薄膜干涉的条纹特征问题:根据薄膜上下表面反射光线的光程差,分析条纹分布特征。
3、单缝衍射的条纹问题:根据单缝衍射的明暗条件,分析条纹分布特征。
4、光栅衍射的条纹问题:套公式,马吕斯定律、布儒斯特定律及光的偏振态。
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