机械振动和械波.doc

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1、机械振动和机械波一、机械振动：1.定义:物体在某一中心位置附近所做的来回往复运动。2.条件：①物体要受到恢复力的作用。②阻力足够小。3.表征机械振动的物理量:周期(T)频率()振幅(A)　：标志着系统所具有的能量。位移(X)　:总是以平衡位置为起点.回复力(F)　：时刻指向平衡位置。加速度()：时刻指向平衡位置。速度():平衡位置最大;两端最小。动能()：势能():4.机械振动的分类:1.自由振动:物体在外力作用下使它偏离平衡位置后,在系统内部的弹力作用下振动起来,而不在需要其他外力.(1)阻尼振动:(2)无阻尼振动:(

2、3)简谐振动:①条件:(无能量损失)②特例:弹簧振子:单摆(θ<5°)T固与振幅、摆球质量无关，取决于l、g，l是等效摆长，g是当地重力加速度，随地点不同而略有变化ty③图象:描述振动质点的位移随时间变化的曲线.2.受迫振动:物体在周期性外力的做用下的振动叫受迫振动.(1)周期性外力——策动力；(2)与无关；(3)当振子振幅最大——共振现象；例：(4)振幅A标志振子系统所具有的能量；一、机械波1.定义:机械振动在介质中的传播.2.条件:振源;介质。3.特点：①械波研究的是许多质点的运动;②质点都在自己的平衡位置附近做受迫

3、振动,振幅、周期与波源相同；③质点开始振动的时刻不同，后面的质点总是重复前一质点的振动；④械波传播的是机械振动的形式，质点本身并无左右迁移。⑤械波传播的是能量。4.种类:横波:振动方向与传播方向垂直;纵波:振动方向与传播方向在同一条直线上;5.物理量:λ、ν、Τ（）6.波的图象:同一时刻各质点离开平衡位置的情况XY传播方向的判定:①波峰波谷的移动方向是波的传播方向;②小树迎风倒;7.特性:干涉:条件:相干波源(频率相同;相差恒定)衍射:条件:障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多一、解题方法：1.等效单摆:例1:在一升降机中

4、悬有一单摆,以加速度向上做匀加速度运动,则此单摆的摆动周期为多少?例2:已知小车中有一单摆,求小车匀速或以加速度向右运动时,单摆的摆动周期?α例3:求单摆的振动周期:1.摆钟校准:例：有一挂钟，其摆锤的振动可看成单摆，在正常运动时，摆动周期为2秒。现因调整不当，使该钟每天快3分钟，试求摆长比正常摆长缩短了多少？解：摆锤摆动越快，表的指针走的越快，所以表的指针转动的快慢：或=3.利用图象解题：振动图象波动图象研究对象tY一个质点XY多个质点坐标物理意义一个质点的位移随时间变化的情况同一时刻各质点离开平衡位置的情况直接物理量

5、A、TAλ图象变化随时间延续随时间波形平移①用振动求波动：例1：一列简谐波沿直线传播，位于此直线上相距为2米的A、B两点的振动图象如图所示。以知这列波的波长大于1米，则此波的波长为米；波速为米/秒。tyyt11②波的多值问题：例2：一根张紧的水平弹性绳上的a、b两点相距14米，b点在a点右方。当一列简谐波沿此绳向右传播时，若a点的位移达到正的极大时，b点的位移恰为零，且向下运动。经过1.00秒,a点的位移为零，且向下运动，而b点位移恰达到负的极大，则这列简谐波的波速可能是：A、4.67m/s;B、6m/sC、10m/sD

6、、14m/s附：一、简谐运动的基本概念1.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回复力的作用下的振动，叫简谐运动。表达式为：F=-kx⑴简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。⑵回复力是一种效果力。是振动物体在沿振动方向上所受的合力。⑶“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态）⑷

7、F=-kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。2.几个重要的物理量间的关系要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻（或某一位置）的位移x、回复力F、加速度a、速度v这四个矢量的相互关系。⑴由定义知：F∝x，方向相反。⑵由牛顿第二定律知：F∝a，方向相同。⑶由以上两条可知：a∝x，方向相反。⑷v和x、F、a之间的关系最复杂：当v、a同向（即v、F同向，也就是v、x反向）时v一定增大；当v、a反向（即v、F反向，也

8、就是v、x同向）时，v一定减小。3.从总体上描述简谐运动的物理量振动的最大特点是往复性或者说是周期性。因此振动物体在空间的运动有一定的范围，用振幅A来描述；在时间上则用周期T来描述完成一次全振动所须的时间。⑴振幅A是描述振动强弱的物理量。（一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改