第十一章 机械运动..ppt

第十一章 机械运动 第四节 单摆 一、单摆的回复力： 是重力沿切线方向的分力,不是重力与拉力的合力。 证明： F回 = - mgsin θ = - mgx/L 结论：当摆角θ很小时（ θ5°），单摆做简谐运动。 二、单摆的周期： 1、在摆角很小的条件下，单摆的振动周期与振幅无关。→等时性 伽利略发现 2、单摆的振动周期跟摆球的质量、振幅无关，与摆长L的二次方根成正比，与重力加速度g的二次方根成反比。→惠更斯 第五节 外力作用下的振动 1、固有振动： 振动系统不受外力的作用，按自己的固有频率振动，这样的振动叫做固有振动。 2、阻尼振动： 当系统受到阻力的作用时，振幅逐渐减小的振动叫做阻尼振动。振幅减小，但频率不变。 3、受迫振动： 使周期性的外力作用于系统，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗,使系统持续地振动下去，这种周期性的外力叫驱动力，系统在驱动力作用下的振动叫受迫振动。 注：做受迫振动的物体，其振动频率等于驱动力的频率，而跟物体的固有频率无关。 4、共振：当系统做受迫振动时，如果驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，振动最激烈，振幅最大，这种现象叫共振。 第十二章 机械波 第一、二节 机械波 一.机械波: 1.产生:机械振动在介质中的传播形成机械波. 2.传播特点: (1)机械波向外传播的只是机械振动这种运动形式,介质中质点并不随波迁移,而是在自己的平衡位置附近振动. (2)波是传递能量的一种方式,机械波向外传递过程也就是波源向外辐射能量的过程. 3.注意:(1)机械波产生的条件:有波源和介质 (2)机械波要靠介质传播,电磁波不需要介质. (3)有振动不一定有机械波,有机械波一定有振动. 4.波的分类:(按质点的振动方向与波的转播方向的关系) (1)横波:质点的振动方向与波的转播方向互相垂直 (2)纵波:质点的振动方向与波的转播方向在同一条直线上 声波是纵波.地震波有纵波也有横波. 水面波不是横波也不是纵波 二.波的图像: 1.物理意义: 横坐标表示在波的转播方向上各质点的平衡位置, 纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移. 三.波长: (λ) 1.在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离叫波长. 2.在横波中,两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长. 在纵波中,两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长. 3.振源振动一个周期,波在介质中传播的距离等于一个波长. 振源振动两个周期,波在介质中传播的距离等于两个波长. 振源振动半个周期,波在介质中传播的距离等于半个波长. 四.频率: 在波动中,各个质点的振动周期或频率是相同的,它们都等于波源的振动周期或频率这个周期或频率也叫波的周期或频率. 五.波速: * 第一、二节 简谐运动 一.简谐运动： 如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像是一条正弦曲线，这样的振动叫简谐运动。 如：弹簧振子、单摆。 二.描述简谐运动的物理量： 1.振幅（A）：振动的物体离开平衡位置的最大距离， 表示振动物体的运动范围的大小 2.周期和频率： T = 1/f 表示物体振动快慢的物理量 3. 相位：x = Asin(ωt+Φ0) ωt +Φ0 表示简谐运动的相位 Φ0表示t=0时的相位，即初相位。 相位描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。 三.简谐运动的振动图像： 它是表示作简谐运动的物体偏离平衡位置的位移与时间的关系图像，是正弦或余弦曲线，横坐标表示时间，纵坐标表示质点对平衡位置的位移。 x = Asin(ωt+Φ0) 其中:Φ0 为初相 ωt+Φ0为相位 ΔΦ = (ωt+Φ2 ) – (ωt+Φ1)为相位差 A为振幅：物体离开平衡位置的最大距离 注意:（1）振动图像表示作简谐运动的物体在不同时间偏离平衡位置的位移，不是物体的运动轨迹。 （2）振动图像已经振动的部分图像不会改变，以后部分顺时延伸。 t/s x/m 第三节 简谐振动的回复力和能量 回复力： 1.定义：指使物体