第九章 机械振动［DOC可编辑］.doc

文档介绍：第九章机械振动
知识结构

重点难点
一、机械振动的产生条件


二、回复力的概念
,所以回复力是以力的效果而命名的
;可能是几个力的合力;可能是某个力的分力.
三、简谐振动的定义
平衡位置:物体停止振动后所在的位置,即物体所受回复力为零的位置.
受力情况: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,叫做简谐振动.
若用F 表示物体所受的回复力,x 表示物体离开平衡位置的位移,则F 与x 的关系为F=-
kx
四、描述简谐振动的物理量:振幅、周期(频率)、相位
:描述振动强弱的物理量,振幅等于物体离开平衡位置的最大距离.
:描述振动快慢的物理量,周期等于物体完成一次全振动所用的时间.
频率:描述振动快慢的物理量,频率等于单位时间内完成全振动的次数.
周期与频率的关系为 T =
:描述振动状态的物理量,,两个振幅和周期完全相同的振动,它们的振动状态不一定相同,甲振动在平衡位置时,乙振动可能在最大位移,即它们不同步,这样它们在各个时刻的加速度、速度、位移都不相同,因而运动状态也不同,.
相位是教材中画*号的选学内容,是难点,但如果突破这一难点,对振动的理解可以达到一个新的高度,,我们的有力武器是数学工具,三角函数图象以及它的表达式.
五、简谐振动的三角函数表达式
其中A为物体做简谐振动的振幅,ω为振动的圆频率且,()为振动的相位,,这样我们知道简谐振动位移随时间变化的函数关系x(t )为三角函数,描述简谐振动的几个物理量(A、f、φ)是这一函数表达式中的几个常数,这几个常数决定了振动的情况.
六、简谐振动的图象
知道简谐振动位移随时间变化的函数关系x(t )= ,就可以画出它的图象(图1)
.
图中实线和虚线分别表示两个简谐振动的图象,纵坐标的最大值是振动的振幅,横坐标轴上方标出时间,下方标出相位,相位的数值就是角度,,周期相同,=0 时刻的相位,虚线是正弦函数曲线,t=0 ,t=0 时刻的相位为- .实线所表示的振动比虚线所表示的振动落后T/4,相位上落后.
图象是可以形象记忆的知识,把物理量、函数表达式和图象有机结合起来可以帮助我们把握规律,并有效记忆知识.
七、弹簧振子和单摆的受力情况
弹簧振子是理想化的模型,弹簧振子:一个轻弹簧一端拴一小球,,图3为一竖直弹簧振子.
回复力:水平的弹簧振子在光滑水平面上振动时所受回复力是弹簧的弹力.
竖