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机械振动和机械波复习专题

周期性运动阻尼振动

周期性运动

阻尼

振动

特征

变加速运动

机械能守恒

机

械振动

弹簧

描写物理量

振幅A、频率f、周期T

简谐

振动

振子

单摆

振动

描述方法

图象法

受迫

振动

振

动在媒质中传递

共振

周期公式

（测g）

形成与特征

描写物理量

波动特征

简谐波

机

械

波

波形、图象

周期、频率

波的干涉

波速

λ=vT=v/f

传播规律

波的衍射

波长

二、［重点知识回顾］

（一）机械振动的应用

掌握简谐振动中各物理量的周期性变化特点和变化关系。

简谐振动的动力学特征是F??kx，振动中，物体所受的回复力（或加速度）方向始终与位移方向相反，且总是指向平衡位置，大小与位移大小成正比，k为回复力与位移的比例常数（不一定是弹簧的劲度系数）。

从运动学角度看，简谐振动是一种周期性运动，相关物理量也随时间作周期性

变化，其中位移、速度、加速度、回复力都为矢量，随时间作周期性变化；而动能和势

T

能为标量，变化周期为 。

2

简谐振动的速度大小与位移（加速度）大小变化规律总相反，速度变大时位移

（加速度）变小，速度变小时位移（加速度）变大，速度最大时位移（加速度）为零；速度的方向与位移方向有时相同，有时相反，因此简谐振动要么做加速度变大的减速运动，要么做加速度变小的加速运动。

正确认识单摆的周期公式

单摆在最大摆角??5?时，其周期只与摆长和重力加速度有关。

实际应用：不同环境下的单摆，如放在加速运动的升降机中，或将单摆放在匀

Lg强电场中，需将单摆周期公式：T?2? 中的g换成视重加速度g，

L

g

摆锤相对悬点静止时，悬线拉力与摆锤质量的比值。

机械振动的应用——受迫振动和共振现象的分析

物体在周期性的外力（策动力）作用下的振动叫做受迫振动，受迫振动的频率在振动稳定后总是等于外界策动力的频率，与物体的固有频率无关。

在受迫振动中，策动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振，声音的共振现象叫做共鸣。

（二）机械波中的应用问题

理解机械波的形成及其概念。

机械波产生的必要条件是：1有振动的波源；2有传播振动的媒质。

机械波的特点：后一质点重复前一质点的运动，各质点的周期、频率及起振方向都与波源相同。

机械波运动的特点：机械波是一种运动形式的传播，振动的能量被传递，但参与振动的质点仍在原平衡位置附近振动并没有随波迁移。

?

描述机械波的物理量关系：v? ???f

T

注：各质点的振动与波源相同，波的频率和周期就是振源的频率和周期，与传播波的介质无关，波速取决于质点被带动的“难易”，由媒质的性质决定。

会用图像法分析机械振动和机械波。

振动图像，例：

振动图像，例：

波的图像，例：

横坐标表示质点的振动时间

横坐标表示介质中各质点的平衡位置

振动图

像与波

的图像的区别

表征单个质点振动的位移随时间变表征大量质点在同一时刻相对于平衡位

化的规律

置的位移

相邻的两个振动状态始终相同的质相邻的两个振动始终同向的质点间的距

点间的距离表示振动质点的振动周离表示波长。例：??8m

期。例：T?4s

振动图像随时间而延伸，而以前的波动图像一般随时间的延续而改变

形状保持不变，例：

（?t?kT

）时的波形图保持不变，例：

方法1

方法1

方法2

平移波形法：如图所示，一列横波向右质点振动比较法：波向右传播，右边M

传播，判断M点的振动方向。设想在点的振动落后于左边的P点，故M点重

质点振极短时间内波向右平移，则下一刻波形复P点的振动，P点在M点的下方，应动方向如虚线上M正下方向的M’点，由此知“追随”P点的运动，故M点向下振动，

与

M点应向下振动。反之，已知M向下即“波向右传，M点向下运动”；“波向

振动，波形应该右移，故波是向右传播左传，M点向上运动”。的。

波传播

方向的判定

重点：波的图象与波的传播规律（v??f）

振动图象与波动图象的区别（注意横坐标的单位或数量级）

介质中的各质点只在其平衡位置附近做（受迫）简谐振动，在波的传播方向上无迁移。

注意振动和波的多解问题，受迫振动的周期。

简谐振动过程中（或简谐振动过程中通过某一位置时）位置、位移、路程、振幅、速度、动能、动量、势能、总能量的大小、方向等之间的联系及区别

秒摆的周期是2s。

单摆的周期与摆长和地理位置有关；与摆球质量无关，与振幅无关（摆角??50）；重力加速度g由赤道到两极逐渐增大，随高度的增加而减小。

弹簧振子的周期与弹簧的劲度系数有关，与摆球质量有关. 与地理位置无关，与振幅无关。

三、