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机械振动复习

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Microsoft PowerPoint PPT 演示文稿文档大小：216.5KB

机械振动复习
问:树枝的摆动,浮标上下浮动,昆虫翅膀的颤动,跳水运动员跳离跳板后跳板的上下运动,弹簧振子的振动,单摆的摆动,有什么共性是什么运动
1,机械振动定义:物体(或物体的一部分)在某一中心位置(平衡位置)两侧所做的往复运动,简称振动.
路径:直线或曲线
问:平衡位置如何确定弹簧振子的振动,单摆的摆动中的平衡位置在哪该位置合外力一定为0吗
平衡位置:回复力为0的位置.
问:如何使物体做机械振动
2,条件:1)每当离开平衡位置,就受到回复力作用;2)空气阻力、摩擦阻力足够小.
问:回复力有什么性质水平,竖直弹簧振子的振动,单摆的摆动中的回复力由什么力提供回复力是物体所受的真实力吗
回复力:作用:当物体离开平衡位置时,使其回到平衡位置.
方向:总是指向平衡位置.
实质:效果力-振动方向上的合力
来源:某一个力、或某一个力的分力、或某几个力的合力
对弹簧振子:弹簧弹力提供
对单摆:重力的切向分力提供
问:机械振动的最大特点是具有重复性,如何描述弹簧振子的振动,单摆的摆动中的周期和频率有什么特点
3,周期(T):
频率(f):
意义:表征振动快慢的物理量
关系:T=1f T越大,f越小,振动越慢.
问:如何描述机械振动的强弱
4,振幅(A):振动物体离开平衡位置的最大距离(m)表示振动的强弱,反映系统能量的大小
与位移的关系:等于振动物体的最大位移的绝对值
量性:是标量
问:什么是简谐运动主要特例有那些有什么特点
1,定义:
如:弹簧振子的振动,单摆的摆动(摆角小于5°)等物体在跟位移大小成正比、并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动
2,动力学特征:F-KX
即:F∝x,方向相反.
负号:表示回复力与振子的位移方向相反.是指偏离平衡位置的位移-起点必须在平衡位置处.比例系数变加速直线运动
3,运动学特征:a-kXm
4,运动性质:大小,方向都变化对称性00
5,运动规律:大小变化关系-V,P 一致
X,F,a 一致方向变化关系-
X:平衡位置向外
F,a:指向平衡位置
V,P:与X,F,a可能相同或相反VC=VD 方向可能相同或相反相反(摆角小于5°)
6,能量特征:物体做简谐运动时动能和势能相互转化,机械能总量不变.
7,周期(T),频率(f):
(1),简谐振动的周期:K~ 比例系数,m~ 振子质量.
说明: 由振动系统本身决定,与振幅A无关(叫固有周期,固有频率),(2),单摆振动的周期:
说明:1)此公式是荷兰物理学家惠更斯发现的;2)T由L,g决定,与振幅A无关,与m无关,叫等时性~ 伽利略发现
2,物理意义:描述振动的质点对平衡位置的位移随时间变化的规律
8,简谐运动的图象(位移图象):
1,所有简谐运动的图象都是正弦或余弦曲线(如图所示);
简谐运动图象描述振动的物理量:
1)直接描述量: ①振幅A;②周期T;③任意时刻的位移t.
2)间接描述量: ①频率
②角速度
③x-t图线上一点的切线的斜率等于V.3),从振动图象中的x分析有关物理量(v,a,F,P, Ek,Ep的大小,方向)
3,按振动振幅分:等幅振动(无阻尼),减幅振动(阻尼).
三、振动的分类(一)、振动的分类:
1,按振动特点分:简谐运动,非简谐运动;
2,按形成原因分:自由振动(内力)、受迫振动(外力);
原因:阻力的作用使系统能量减小
注意:1)振幅减小,系统能量也减小;2)阻尼振动的周期不变.
(二)、阻尼振动与无阻尼振动:
1,无阻尼振动:振幅不变的振动叫做无阻尼振动.
注意:1)可能是振动系统摩擦和阻力不计,振动能量无损失;2)可能是振动虽有能量损失,但不断补充能量,使振动等幅.
2,阻尼振动:振幅逐渐减小的振动叫做阻尼振动.
共振:当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大.
(三)、受迫振动:
1,自由振动:不受其它外力、只在系统内部的弹力或重力作用下的振动叫做自由振动;
2,受迫振动:物体在周期性驱动力作用下的振动叫做受迫振动.
驱动力:作用于质点的周期性的外力叫做驱动力;
特点:1)物体做受迫振动时的振动频率等于驱动力的频率,而与物体的固有频率无关;
2)物体做受迫振动的振幅与驱动力的频率和物体的固有频率有关,二者相差越小,物体做受迫振动的振幅越大.
条件:
课堂小结:机械振动
一、机械振动及其描述
二、简谐运动(定义、条件,描述量)
(规律:动力学,能量,图象,周期)
(类型,特点、规律)

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