机械振动和机械波2

《机械振动和机械波2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、班级姓名设计人：徐洪艳学案：机械振动教学目标:1•会利用单摆周期公式解决问题。2・自由振动和受迫振动，受迫振动的振动频率，共振及其常见的应用3.会利用振动图象解决问题重难点：1•会利用单摆周期公式解决问题。2.会利用振动图象解决问题知识复习：1、机械振动1）机械振动的定义：物体在某一位置两侧所做的运动。2）冋复力的概念：使物体冋到位置的力；注意：回复力是根据力的效果来命名的，可以是各种性质的力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。（如单摆的回复力为）3）简诣运动概念：物体在跟位移大小成止比，并总是指向平衡位置的力作用下的振动，特征是：F=-kx,

2、（条件）a=・kx/m。（特例：弹簧振子）4）回复力与加速度的方向总是与位移方向相反。速度方向与位移方向有吋一致，有时相反；速度方向与回复力、加速度的方向也是有时一致，有时相反。因而速度的方向与其它各物理量的方向间没有必然联系。2.弹簧振子的振动弹簧振子是一个模型。弹簧振子的振动是简谐运动，其位移随时间按正弦规律变化，其位移一时间图彖是一条正弦曲线。【例1】一弹簧振子作简谐运动，则下列说法正确的有：（）A.若位移为负值，则速度一定为止值，加速度也一定为止值；B.振了通过平衡位置时，速度为零、加速度最大；.,“C.振子每次通过平衡位置时，加速度相同

3、，速度也一定AoB相同；授课日期第—周第—课时A.振于每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同。2.描述简谐运动的物理量有：（1）振幅A：振动物体离开平衡位置的距离称为振幅。它是描述振动的物理量。（2）周期T：单位是,频率f：单位是•都是描述振动的物理量。注意：全振动是指物体先后网次运动状态（位移和速度）完全相同所经历的过程。振动物休在一个全振动过程通过的路程等于个振幅。（3）周期和频率的关系T=°（4）固有频率和固有周期：物体的振动频率，是市振动物体本身的性质决定的，与振幅的人小无关，所以叫固有频率。振动周期也叫固有周期。（4）相

4、位0：是表示物体振动步调的物理量,用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。简谐运动的振动方程为：x二则它们的相位差是9扛号如图所示是外、〃两个弹簧振子的振动图象,【例2】弹簧振子在BC间作简谐运动（如图），0为平衡位置，BC间距离是10cm,B-C运动吋间是Is,贝％）A.从0-C-0振子作了一次全振动/vUVWJWuvUJ:♦fB.振动周期是Is,振幅是10cmC.经过两次全振动，通过的路程是20cmD.从B开始经过3s,振子通过的路程是30cm3.简谐运动图象（1）作法：以横轴表示时间，纵轴表示位移，根据实际数据取单位，定标度,描点，用

5、平滑线连接各点便得图线。（2）图象特点：（演示实验）是一条正弦（余弦）曲线。（3）图象的物理意义：表示振动的质点（1个）在各时刻的位移。注意：振动图象不是质点的运动轨迹，它只是反映质点的位移随时间变化的规律。2.简谐运动图象反映的几个物理量。（1）任一时刻振动质点的位移。（2）振幅A：位移的正最大值。（3）周期T：两相邻的位移和速度完全相同的状态间的吋间间隔。（4）任一吋刻加速度的方向：总是指向平衡位置。（5）任一时刻速度方向：斜率为正值时速度为正，斜率为负值时速度为负。（6）判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。【例3

6、］如图所示，是某单摆的振动图象，试由图象判断下列说法不止确:（）A.振幅是3mB.周期是8sC.4s末摆球速度为负，加速度为零D.第14s末摆球的加速度为正，速度最大【例4】图为一弹簧振子的振动图象，由此可知：（A、在人时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大所受的弹性力最小所受的弹性力最小注意：处理振动图象问题一定要把图彖还原为质点的实际振动过程分析，图彖不是振动物体的轨迹。B、在Q时刻，振子的动能最大,D、在心时亥％振子的动能最小，所受的弹性力最大C、在（3时•刻，振子的动能最小,3.简谐运动的能量：简谐运动系统的动能和势能相互转化，机械能守恒

7、。4.单摆的振动：（1）单摆模型条件：（2）单摆做简谐运动的条件：（2）单摆的回复力：重力&沿圆弧切线方向的分力GwgsinB（如图所示）捉供了使摆球振动的回复力，在偏角很小时，sinL所以单摆的回复力为F=-^-xL（其中/表示摆球偏离平衡位置的位移，0表示单摆的摆长，负号表示回复力尸与位移x的方向相反）（3）单摆的周期：在偏角很小的情况下，单摆做简谐运动。其周期与振幅无关，与决定与摆长、重力加速度。公式：T二（4）单摆周期公式的应用：测定当地的重力加速度。8・阻尼振动：振幅逐渐减小的振动，叫做阻尼振动。当阻尼很小时，在一段不太长的时间内，看不

8、出振幅有明显的减小，就可以把它作为理想振动来处理。9・受迫振动：物体在外界驱动力作用下所做的振动叫受迫振动。①物体做受迫振动吋，振动稳定