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物理（电工电子类）(修订版) 第二章 机械能 中等职业教育课程改革国家规划教材 配套电子教案 高等教育电子音像出版社 高等教育出版社 物理广角1 机械振动 运动和力的关系 F合= 0 —— 物体处于静止状态或做匀速直线运动。 F合= 恒力 —— 物体做匀变速运动。 F合大小恒定，方向指向圆心 —— 物体做匀速圆周运动。 当合力的大小和方向都随时间变化时，物体做什么样的运动呢？ ？ 复习 一、机械振动 弹簧振子的振动 v 上下跳动的皮球 单摆的振动 小鸟飞离后颤动的树枝 各种各样的振动实例 鼓膜的振动、地震时建筑物的振动、心脏的跳动、汽缸中活塞的运动等。 机械振动 物体沿直线或弧线，在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，简称振动 。 二、简谐运动 1．振动的名词概念 （1）弹簧振子 把一根轻弹簧的一端固定，另一端系一个穿孔小球，穿过光滑的杆。小球可在杆上滑动。 O B A （2）一次全振动 从弹簧振子的某一状态起，当振子再次回到这一状态时，所完成的振动叫做一次全振动。 O A O B O → → → → O B A （3）振动的位移 振子的位移是相对于平衡位置O的位移。 弹力与位移的关系 (1) O → B，弹力向左，位移向右。 (4) A → O，弹力向右，位移向左。 (2) B → O，弹力向左，位移向右。 (3) O → A，弹力向右，位移向左。 分析： O B A 弹力与位移的方向相反，总是指向平衡位置，它的作用是使弹簧振子往返平衡位置。 结论 （4）回复力 使物体回到平衡位置的力称为回复力。 O B A 根据胡克定律，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量（或缩短量）x成正比，即与小球离开平衡位置的位移x的大小成正比。 　　2．简谐运动 物体在与位移成正比而与位移的方向相反的回复力作用下的振动，叫做简谐运动 。 1．振幅A 振动物体离开平衡位置的最大距离叫做振幅。振幅是表示振动强弱的一个物理量。 2．周期T 物体完成一次全振动所需的时间叫做周期。周期是表示振动快慢的一个物理量。 三、描述简谐运动的几个物理量 3．频率f 振动物体在单位时间内完成全振动的次数叫做频率。频率也是表示振动快慢的一个物理量 。 频率的单位：Hz (赫) 1 Hz = 1 s-1 频率和周期的关系 4．固有频率和固有周期 由振动系统本身的性质决定的频率（周期）叫做固有频率（周期）。 说明 简谐运动中，弹簧振子所受的弹力的大小和方向时刻改变，加速度的大小和方向也时刻改变，所以简谐运动是变速运动。 四、单摆 C O ? B 1．单摆 将一小球用一根细线悬挂起来，如果细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置就叫做单摆。 2．单摆振动的振动 摆球在重力和拉力的共同作用下，将沿着以平衡位置为中心的一段圆弧做往复运动（摆角小于5°），这就是单摆的振动。 单摆的周期跟哪些因素有关呢 ？ ？ 3．单摆振动周期 摆球完成一次全振动所需的时间叫做单摆的振动周期。 B O C ? （2）摆长不变，摆球质量不变，? 5?，改变振幅，用秒表测周期。 （3）摆长不变，振幅不变，? 5?，改变摆球质量（改用铝球），用秒表测周期。 演示实验 　 （1）摆长取1 m，摆球用钢球，? 5?，用秒表测周期。 （4）摆球用钢球，? 5?，振幅不变（同上），改变摆长（等于上面摆长的一半），用秒表测周期。 实验结论： ① 单摆的周期与摆球质量和振幅无关。 ② 单摆的周期与摆长l的二次方根成正比，跟重力加速度g的二次方根成反比。 4．单摆的等时性 单摆的周期跟振幅无关的性质叫做单摆的等时性。 5．单摆的周期公式 五、受迫振动 一般情况下的振动最终都要停下来，那么怎样才能得到持续的周期性振动呢？ ？ 最简单的办法是用周期性的外力作用于振动系统，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。 2．受迫振动 物体在外界驱动力作用下的振动叫做受迫振动。 1．驱动力 补偿振动系统的能量损耗，使系统持续地振动下去的周期性外力叫驱动力。 2004.12.26，印尼地震引起海啸，海啸将汽车卷起。所有的物体在海啸发生时都在做受迫振动。 受迫振动的频率跟什么