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1、第四节 简谐振动的能量第二次课: 2学时 1 题目: 8.4 简谐振动的能量 8.5 振动的合成 8.6 阻尼振动 受迫振动 共振 8.7 振动的分解 频谱 2 目的: 1 理解简谐振动中的能量转换规律。 2 理解两个同方向、同频率简谐振动的合成规律。掌握合振动振幅加强与减弱的条件。 3 理解阻尼振动、受迫振动的规律和共振的概念及应用。 4 了解频谱分析的应用。 一、引入课题: 简谐振动只有保守力做功,机械能守恒。 二、讲授新课: 8.4 简谐振动的能量 一、简谐振动的能量 以弹簧振子为例讨论简谐振动的能量 振动系统的动能 振动系统的势能 Ep=Ek=11mv2=mw2A2sin2(wt+j)
2、22122kAsin21212kx=kAcos2(wt+j)2212kAA22x=Acos(wt+j)v=-Awsin(wt+j)振动系统的总能量 E=Ek+Ep=结论:在作简谐振动的过程中,振动系统的动能和势能相互转换,但其总能量为一恒量。 1 简谐振动能量曲线 0 E=能量 1kA22oT 4 T 2 3 T 4 TtEp=12kAcos2wt21Ek=kA2sin2wt2二、简谐振动的能量特点 1 动能 1Ek=kA2sin2wt2Ek随t变 ,Ek min = 0 EkMax=1kA22平均值 2 势能 11Ek=Ekdt=kA2T04TEp=12kAcos2wt2EpMax=1kA22Ep随t变,Ep min = 0 (3)机械能E = Ek + Ep 简谐振动系统机械能守恒,能量没有输入,也无损耗,各时刻的机械能均等于起始能量E0(t =0时输入系统的能量)。可见,振动系统的能量正比于振幅的平方。 2