机械振动和机械波知识点总结定稿版.docx

机械振动和机械波知识 1T5 点总结 HuA SyStenl OffiCe roon HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688] 机械振动和机械波 一、知识结构 二、重点 知识回顾 1机械振动 (-)机械振动 物体(质点)在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡 位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的 力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是儿个力的合力。 产生振动的必要条件是：8、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。K阻力足够小。 （二） 简谐振动 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振 动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置 （平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简 谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即 F=-k,v,其中“一”号表示力方向跟位移方向相反。 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向 相反的回复力作用。 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于 它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹 性势能）都随时间做周期性变化。 （三） 描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动惜况常引 入下面儿个物理量。 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为 正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐 振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的 次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=l∕∕o振动的周期和频率都是描述振 动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是山振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所 以乂叫固冇周期和固有频率。 （四） 单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。 细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量，球的直径远小于悬线 长度的装置叫单摆。单摆做简谐振动的条件是：最大摆角小于5° ,单摆的回复力F是重 力在圆弧切线方向的分力。单摆的周期公式是τ=27rΛ^7io IIl公式可知单摆做简谐振动 的固有周期与振幅，摆球质量无关，只与Z和g有关，其中Z是摆长，是悬点到摆球球心 的距离。g是单摆所在处的重力加速度，在有加速度的系统中（如悬挂在升降机中的单 摆）其g应为等效加速度。 （五） 振动图象。 简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间， 纵轴表示位移。图象是正弦或余弦函数图象，它直观地反映出简谐振动的位移随时间作周 期性变化的规律。要把质点的振动过程和振动图象联系起来，从图象可以得到振子在不同 时刻或不同位置时位移、速度、加速度，回复力等的变化惜况。 （六）机械振动的应用一一受迫振动和共振现象的分析 （1） 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。 （2） 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。 2机械波中的应用问题 理解机械波的形成及其概念。 （1） 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。 （2） 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。 （3） 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。 （4） 描述机械波的物理量关系： 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”，山媒质的性质决定。 会用图像法分析机械振动和机械波。 振动图像，例： 波的图像，例： 振动图 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 像与波 置 的图像 表征单个质点振动的位移随时 表征大量质点在同一时刻相对于平 间变化的规律 衡位置的位移  的区别 相邻的两个振动状态始终相同 的质点间的距离表示振动质点 的振动周期。例： 相邻的两个振动始终同向的质点间 的距离表示波长。例： 振动图像随时间而延伸，而以 波动图像一般随时间的延续而改变 前的形状保持不变，例： （ ）时的波形图保持不 变，例： 方法1 方法2 质点 平移波形法：如图所示，一列横 质点振动比较法：波向右传播，右 振