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第八讲机械振动机械波
概述
本章要综合运用运动学、动力学及能量转化等方面的知识来复习两种常见的运动形式——、利用图象对比分析、运用能量守恒的观点是解决机械振动和机械波问题的主要方法.
第一部分基础知识——回顾
第二部分解题方法——例析
复习内容
第一部分——基础知识
机械振动
A、T、λ
机械波
λ、f、υ
简谐运动
=-kx
(1)弹簧振子
(2)单摆
简谐运动图象
某一质点在各个时刻的位移,是一条正弦曲线
受迫振动f振=f驱
共振f驱=f固
阻尼振动
波的干涉
衍射
多普勒效应
简谐波的图象
某一时刻各个质点的位移,是一条正弦曲线
振动是波动的根源
介质中质点都做振动
知识结构
,
,
一、机械振动
(1)定义物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫做机械振动.
(2)产生振动的两个条件:物体必须受到回复力的作用;物体在振动过程中受到的阻力要足够小.
注意:回复力是指让物体回到平衡位置的力,是效果来命名的,它可以是物体所受的某个力,也可以是物体所受的几个力的合力或某个力的分力.
B
l
F
G
G1
G2
O
θ
A
B O C
f
(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.
(2)简谐运动的特点
F回=-kx
,简谐运动是变加速运动.
说明: F=-kx是判断一个振动是否为简谐运动的依据.
B O C
x
A
f和T的关系: ,两者均反映振动的快慢
振动物体离开平衡位置的最大距离,反映振动的强弱。
做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间(一次全振动是指振动物体的位移、速度再次均回复到原来的大小和方向所经历的过程)。
做简谐运动的物体单位时间内完成的全振动次数.
(1)描述振动的物理量
(2)简谐运动的图象
-A
O
A
x
t
T/2
T
3T/2
表示振动物体的位移随时间的变化规律.
振幅、周期;任一时刻振动物体的位移;任一时刻振动物体的速度方向和加速度的方向.
注意:它不是振动物体的运动轨迹;只有简谐运动的图象才是正弦或余弦曲线.
是实际摆的理想化的物理模型.
(3)单摆的振动周期
B
l
F
G
G1
G2
O
θ
A
(1)单摆振动的回复力
F回=G1=Gsinθ
(2)单摆做简谐运动条件偏角θ很小(如θ<10°)
偏角θ很小,sinθ≈
(1)简谐运动的能量
对于给定的振动系统,振动的动能由振动速度决定;,只存在动能和势能之间的相互转化,,振动物体的机械能越大.
(2)阻尼振动
由于外界摩擦和阻力的存在,物体作振动时要不断克服外界阻力做功而消耗能量,总的机械能逐渐减少,其振幅也越来越小,这种振幅逐渐减小的振动,叫做阻尼振动.
A
l
B
l