机械振动与机械波的复习提纲

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1、第八章：机械振动§8.1简谐运动复习学过的运动类型：运动种类受力特点匀速直线运动合外力为零匀变速直线运动合外力恒定，合力方向与运动方向在一条直线上匀变速曲线运动——平抛运动合外力恒定，合力方向与运动方向不在一条直线上匀速圆周运动合外力大小不变，方向始终垂直与速度方向一、机械振动⒈定义：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。⒉机械振动的特点：①周期性②平衡位置③对称性⒈弹簧振子的运动⒈弹簧振子理想化模型⑴条件：忽略摩擦及空气阻力；弹簧质量远小于小球质量。⑵受力分析：分析弹

2、簧振子的受力可以得出：物体之所以能在平衡位置附近做往复运动而不离开，是因为物体始终受到指向平衡位置的力的作用，这个力叫做——回复力。二、简谐运动⒈回复力：使振动物体回到平衡位置的力叫回复力。注意：回复力是根据力的效果命名的。回复力可以是弹力，也可以是其它的力，或几个力的合力，或某个力的分力。2.根据胡克定律可知：弹簧振子在振动过程中，受到的弹力满足F＝－kx，我们把回复力满足F＝－kx这样特点的机械振动叫做简谐运动。3.简谐运动：⑴定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的

3、回复力的作用下振动，叫做简谐运动。⑵公式：回复力F＝－kx。式中“－”号表示回复力与位移的方向总是相反。注意：对一般的简谐运动，k不能理解为劲度系数，只能认为是一比例常数。不同的简谐运动，k值不同，k是由振动系统本身结构决定的物理量。⒊简谐运动中各物理量的变化如下图所示，将小球拉至A点释放，小球将以O点为平衡位置在A、A'间作简谐运动，下面我们讨论小球从A—→O—→A'—→O—→A的一次全振动过程中，各物理量的变化情况。总结：⑴物体向平衡位置运动的过程中，位移、回复力、加速度的大小都减小，速度增

4、大，位移的方向总是离开平衡位置，回复力、加速度的方向总是指向平衡位置，物体作变加速运动，系统的势能转化为物体的动能。⑵物体远离平衡位置的过程中，位移、回复力、加速度的大小都增大，速度减小；位移的方向总是远离平衡位置，回复力，加速度的方向总是指向平衡位置，物体作变减速运动，物体的动能转化为系统的势能。⑶位移的方向总是与回复力，加速度的方向相反。物体向平衡位置运动时，位移的方向与速度方向相反（与回复力，加速度的方向相同），物体远离平衡位置运动时，位移的方向与速度方向相同（与回复力，加速度的方向相反）

5、。⑷简谐运动是变速运动。物体所受合外力（回复力）的大小和方向时刻在变。§8.2振幅、周期、频率⒈振幅（A）：振动物体离开平衡位置的最大距离。⑴物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。注意：振幅是振动物体离开平衡位置最大的距离，而不是最大位移。这意味着，振幅是一个数值。⑵振幅是标量。振幅就是指物体相对于平衡位置的最大位移的绝对值。振幅的单位和长度单位一样，在国际单位制中，用“米”表示⒉振动的周期和频率⑴振动的周期T：做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间．振动的频率f：单位时间内完成的全振动的次数

6、．⑵周期的单位：秒（s），频率的单位：赫兹（Hz）。⑶周期和频率都是表示振动快慢的物理量。周期T=0.2s，完成一次全振动需要0.2s，在1s内完成全振动的次数就是=5次/s。也就是说，1s钟振动5次，即频率为5Hz。⑷周期和频率的关系：f＝。⑸简谐运动的周期或频率与振幅无关．⒊振子的周期（或频率）由振动系统本身的性质决定，称为振子的固有周期或固有频率。§8.3简谐运动的图像⒈理论和实验都证明：简谐运动的振动图象都是正弦或余弦曲线。⒉简谐运动的图像的物理意义：简谐运动的图像表示振子对平衡位置的位

7、移随时间变化的规律。即图像反映了某一物体在各个时刻相对于平衡位置的位移情况。注意：不要把简谐运动的图像和振子运动的轨迹混为一谈，振动图象的横坐标表示的是时间t，因此，它不是质点运动的轨迹，质点只是在平衡位置的两侧来回做直线运动。⒊简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线：是正弦曲线还是余弦曲线由开始计时的位置决定。4.振子从平衡位置向正向最大位移处运动时得到正弦曲线，振子从正向最大位移处向平衡位置运动时得到余弦曲线。5.从图像中可以得出的物理量①振幅②振动的周期T③某时刻振子的位移大小及方向④某时刻振子

8、的速度方向⑤某时刻振子的加速度方向二、振动图像的广泛应用：心电图、脑电图、地震图等。§8.4单摆一、单摆：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略不计，线长又比球的直径大得多，这种装置就叫单摆。⒈单摆的组成：摆线和球⑴线的伸缩和质量可以忽略——使摆线有一定长度而无质量、质量全部集中在摆球。⑵线长比球的直径大得多一一把摆球当作一个质点，只有质量无大小，悬线的长度就是摆长。显然，这是一个理想化的模型。例1.判断下列各种摆动摸型是不是单摆，为什么？（答案请写在