机械振动机械波复习课件.ppt

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1、机械振动一.简谐运动1、回复力表达式：效果力（实际不存在）F回=－Kx方向：总指向平衡位置。2、平衡位置：振动方向上合外力为零的位置即回复力为零的位置；物体静止平衡的位置。3.简谐运动特点（1）周期性（2）对称性4、两个模型：弹簧振子：水平、竖直和斜面上单摆：在摆角很小（通常小于10度）的情况下，单摆做简谐运动．二、简谐运动的图像1．图像：横轴表示时间t，纵轴表示位移x，——正弦或余弦曲线．2．含义：表示了振动物体的位移随时间变化的规律3．用途：从图像可以知道：（1）任一个时刻质点的位移（2）振幅A．（3）周期T（4

2、）速度方向（下一时刻或斜率）1、一弹簧振子做简谐振动，振动图象如图所示，问：（1）与t1位移大小相等的时刻有哪些：_____方向相同的时刻有哪些_____（2）与t1回复力大小相等的时刻有哪些：_____方向相同的时刻有哪些_____（3）与t1加速度大小相等的时刻有哪些：_____方向相同的时刻有哪些_____（4）与t1速度大小相等的时刻有哪些：_____方向相同的时刻有哪些_____【同类题型】练习4（7）（10）（13）（25）2、3、弹簧振子以O点为平衡位置做简谐振动。从O点开始计时，振子第一次到达M点用了

3、0.3秒，又经过0.2秒第二次通过M点。则振子第三次通过M点还要经过的时间可能是A、1/3秒B、8/15秒C、1.4秒D、1.6秒4单摆做简谐运动振动的周期说明：单摆周期跟振幅、摆球的质量无关．称为摆的等时性等效摆长：指摆动圆心到物体重心间的距离。等效重力加速度：等于摆球静止在平衡位置时悬线的拉力（或摆球所受支持力）与摆球质量的比值。5、练习4（1）图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置.当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系.已知木板被水

4、平拉动的速度为0.20m/s，图乙所示的一段木板的长度为0.60m，则这次实验沙摆的摆长为（取g=π2）A.0.56mB.0.65mC.1.00mD.2.25m例4例5在下列情况下，哪种情况会使单摆的周期变大A、用一装满砂的漏斗做成单摆，在摆开始时砂从漏斗慢慢漏出B、将摆的振幅减为原来的一半C、将摆从高山移到平地上D、将摆从北极移到赤道E、将摆从地球上移到其他星球上细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方1/2处有一个能挡住摆线的钉子A,如图（1）所示。现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速度地释放。对于以后的

5、运动，下列说法中正确的是（）A、摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B、摆球在左、右两侧上升的最大高度一样C、摆球在平衡位置左右两侧走过的弧长相等D、摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍实验：用单摆测定重力加速度1、实验原理图单摆在偏角很小(小于5°)时的摆动其固有周期为，由此可得．据此，只要测出摆长l和周期T即可计算出当地的重力加速度值．2.注意事项(1)摆线选择细、轻又不易伸长，长约1m的线(2)摆球选用质量大直径小的金属球;(3)摆线偏离竖直方向不超过10°;(4)同一个竖直平面内摆动，不要形成圆锥

6、摆;(5)摆球通过最低位置时开始计时.【例】在利用单摆测定重力加速度的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到．只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2一l图象，就可以求出当地的重力加速度．理论上图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图所示．（1）造成图象不过坐标点的原因是______________（2）由图象求出的重力加速度g＝____m／s2．(取)2.⑴在用单摆测定重力加速度的实验中，下列措施中必要的或做法正确的是______.（选填下列措施前的序号）A.为了便于计时观察，单摆的摆角应

7、尽量大些B.摆线长应远远大于摆球直径C.摆球应选择密度较大的实心金属小球D.用停表测量周期时，应测量单摆20~30次全振动的时间，然后计算周期，而不能把只测一次全振动时间当作周期E.将摆球和摆线平放在桌面上，拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长，然后将O点作为悬点F、测周期时，计时位置应该在小球摆到最高点的位置。3.某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验.①测摆长时测量结果如图1所示（单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐），摆长为____cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示，秒表读数

8、为_______s.②他测得的g值偏小，可能的原因是A.测摆线长时摆线拉得过紧B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了C.开始计时时，秒表提前按下D.实验中误将49次全振动数为50次三、简谐运动的能量阻尼振动1．简谐运动的能量：①动能和势能相互转化在最大位移处，势能最大，动能为零；在平衡位置，动能最大，势能最小．②机械能