《简谐运动复习》.ppt

* 第九章 机械振动 一、机械振动 1.定义：物体（或物体的一部分）在平衡位置附近所做的往返运动。 一、机械振动 2.物体做机械振动的条件： 3.机械振动的种类 （1）物体一离开平衡位置就受到回复力的作用。 （2）阻力足够小。 简谐运动 阻尼振动 等幅振动 4.运动性质：一定是变速运动。 二、回复力 1.定义：使振动物体返回平衡位置的力。方向：总指向平衡位置。 (1)回复力是按效果命名的力 2.特点： (2)回复力应当由物体的实际受力来充当。即：回复力可以是物体受到的一个力,也可以是物体所受某一个力的分力,还可以是物体受到的合外力 二、回复力 1.振幅(A) 三、描述机械振动的物理量 :振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量。反映振动的强弱和范围。 三、描述机械振动的物理量 2.位移(X) :振动物体相对平衡位置的位移，大小等于振动物体到平衡位置的距离，方向由平衡位置指向物体所在位置。 三、描述机械振动的物理量 3.周期(T) :振动物体完成一次全振动的时间，反映振动的快慢。 1.T=t/N 2.一次全振动有四个振幅组成 3.所以S路=N?4?A 三、描述机械振动的物理量 4.频率(f) :振动物体单位时间里完成全振动的次数。反映振动的快慢。 四、简谐运动 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作用下的振动。 四、简谐运动 2.特征: (1)受力特征:F回=-kx (2)运动特征:由a=F合/m=-kx/m,加速度方向总指向平衡位置.在平衡位置,加速度为零,速度最大;在最大位移处,加速度最大,速度为零. 四、简谐运动 2.特征: (3)能量特征:系统机械能守恒. 3.判断是否是简谐运动的方法:只需证明回复力是否满足F回=-kx 构成弹簧振子的条件: 五、简谐运动的两种模型 1、阻力可以忽略不计。 2、弹簧质量远小于小球质量。 1、弹簧振子各物理量关系 请观看弹簧振子的振动 物理量 位移（x) 回复力（F) 加速度（a) 速度（v) 方向 方向 方向 大小变化 大小变化 大小变化 变化过程 B O O A A O O B max 0 max 0 0 max (+) (-) (-) max 0 max 0 0 max max 0 0 max 0 max 0 max 0 max max 0 (+) (+) (+) (+) (+) (-) (-) (-) (-) hkjk 2.单摆 (1)定义: 在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多，这样的装置叫单摆。 悬点：固定 细线：不可伸缩，质量不计，长 摆球：小，质量大 特点 (2)平衡位置:点Ｏ (3)受力分析：重力、弹力 (4)运动分析： 以悬点Ｏ／为圆心的圆周运动 以点Ｏ为平衡位置的振动 (5)力与运动的关系 回复力大小：F回=mgsin? 向心力大小：F向=T-mgcos? 2.单摆 GX Gy GX Gy (6)单摆做简谐运动证明 回复力大小： ? 很小时： │ F回│＝mgsinθ x sinθ≈－ l 在摆角很小的情况下，单摆所受回复力跟位移成正比且方向相反，单摆做简谐运动． （?＜5０） (7)单摆做简谐运动振动的周期 １.与振幅的关系： 无关 ２.与摆球质量的关系： 无关 ３.与摆长的关系： 摆长越长，周期越大． （等时性　伽利略） ? x （?＜5０） 荷兰物理学家惠更斯 单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关。 （1629---1695） 单摆周期公式 （8）单摆的应用： １．利用它的等时性计时 ２．测定重力加速度 惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器（1657年获得专利权） 例.单摆作简谐运动时的回复力是：（ ） A.摆球的重力 B.摆球重力沿圆弧切线的分力 C.摆线的拉力 D.摆球重力与摆线拉力的合力 例.单摆的振动周期在发生下述哪些情况中增大（ ） A.摆球的质量增大 B.摆长增大 C.单摆由赤道移到北极 D.增大振幅 重点知识回顾 1.振幅(A) ● 简谐运动的A、T、F 2.位移(X) 3.周期(T)