1、个人整理精品文档,仅供个人学习使用机械振动机械波知识点精析一、机械振动质点沿着直线或弧线绕平衡位置往复运动叫做机械振动机械振动是常见的一种运动形式产生振动的必要条件回复力:振动的质点所受诸外力在指向平衡位置方向(振动方向)上的合力如图中,弹簧振子离开平衡位置处,就受到弹簧的弹力提供振动的回复力作用如图中,在离开最低点平衡位置处,摆球所受重力、细绳拉力(张力)在切线方向上的合力提供振动的回复力向 的作用注意 :回复力是效果力,因此对质点振动受力分析时,不做独立分析回复力的方向始终指向平衡位置描述振动的物理量()振幅():振动质点离开平衡位置的最大距离振幅是标量,是表示质点振动强弱的物理量()周期
2、():振动质点经过一次全振动所需的时间全振动:振动质点经过一次全振动后其振动状态又恢复到原来的状态周期是表示质点振动快慢的物理量()频率():一秒钟内振动质点完成全振动的次数它与周期1 / 8个人整理精品文档,仅供个人学习使用()相位(拍):表示质点振动的步调的物理量如两振动质点同时由平衡位置向同方向运动,同时到达最大位置,这叫同相;如两振动质点同时离开平衡位置向相反方向运动同时到达最大位置,则叫反相简谐振动简谐振动是振动中最简单,最基本的一种形式弹簧振子、单摆(小振幅条件下的振动)是简谐振动中最典型最常见的例子()简谐振动的特点:)回复力的特点:振动物体所受回复力的大小跟振动中的位移 ()成
3、正比 ,方向始终 与位移方向相反,指向平衡位置回复力是周期性变化的注意 :位移必须从平衡位置起向外指向图()振子由平衡位置向运动过程中,回复力指向左方,在平衡位置右方;图()振子由向运动过程中,所受回复力指向右方,在平衡位置左方如图所示,振子由平衡位置运动到时位移是,方向是由到;振子由向运动到时,其位移是,方向仍是,不要 错误 地认为这时的位移是可作为判别一个物体是否作简谐振动的依据如图所示,当单摆摆角 时,单摆的振动为简谐振动回 2 / 8个人整理精品文档,仅供个人学习使用振动物体的加速度跟位移大小成正比,方向与位移方向相反 (加速度方向永远指向平衡位置)振动物体的加速度是周期性变化的所以,
4、简谐振动是一种变加速运动)振动质点速度的特点:( )(超纲)振动物体的速度的大小总是随位移的增大而减小,随位移的减小而增大在平衡位置时,振动物体的速度最大如表所示)振动中位移随时间变化规律:按正弦(或余弦)曲线变化 ( ) (超纲)如图所示)振动物体能量的特点:振动物体的机械能是一个恒量,即物体做简谐振动过程中动能和势能相互转化,遵守机械能转换和守恒定律,振幅越大,能量越大()简谐振动的规律:)振动图象:振动位移时间的函数图象物理意义:3 / 8个人整理精品文档,仅供个人学习使用)从图象上可知振动的振幅;)从图象上可知振动的周期;)从图象上可知质点在不同时刻的位移,如图中时刻对应位移;时刻对应
5、位移;)从图象上可比较质点在各个时刻速度大小及符号(表示方向);如时刻质点速度较时刻质点的速度小,时刻速度为负,时刻速度也为负 (时刻是质点由最大位移处向平衡位置运动过程的某一时刻,而时刻是质点由平衡位置向负的最大位移运动过程中的某一时刻)从图象上可比较质点在各个时刻加速度的大小及符号如图中时刻的加速度较质点在时刻加速度大,时刻质点加速度为负,时刻加速度符号为正)从图象可看出质点在不同时刻间的相差)简谐振动的周期:在式中,为简谐振动质点的质量,为简谐振动质点振动的比例系数(回复系数),不同的简谐振动的值不同,就弹簧振子而言,为弹簧的劲度系数由式可看出:)单摆的周期与振幅和摆球质量无关;)为摆长,由悬点至摆球重心的距离;)是单摆所在系统中的“重力加速度” ,如单摆在地面或所在系统相对地静止或匀速运动,若单摆在竖直方向上作匀变速直线运动的升降机中,则为该升降机中自由下落物体相对升降机的加速度受迫振动()受迫振动产生条件:质点在周期性驱动力作用下的振动()受迫振动特点:受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关4 / 8