最新机械振动和机械波复习课件ppt课件PPT.ppt

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1、机械振动和机械波复习课件ppt一、简谐运动1、定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象是一条正弦曲线，这样的振动叫简谐运动．F回=-kx2、简谐运动的描述(1)描述简谐运动的物理量①位移x：由平衡位置指向质点所在位置的有向线段，是矢量。注：位移的参考点是平衡位置②振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱．(2)弹簧振子和单摆的回复力水平弹簧振子的回复力为弹簧弹力；竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹力和重力的合力；单摆的回复力是摆球所受重力在圆周切线方向的分力．注:单摆振动的回复力是重力的切向分力，不能说成是重力和拉力的合力

2、。在平衡位置振子所受回复力是零，但合力是向心力，指向悬点，不为零。(3)简谐运动的能量简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒．振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大．4简谐振动的两个模型（1）弹簧振子（2）单摆当摆角很小时（小于10°）时，单摆可以近似看做简谐运动.其周期，与摆球质量m、振幅A都无关。其中l为摆长，表示从悬点到摆球质心的距离，要区分摆长和摆线长。（3）小球在光滑圆弧上的往复滚动，和单摆完全等同。只要摆角足够小，这个振动就是简谐运动。这时周期公式中的l应该是圆弧半径R二、受迫振动和共振1．受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动．做受迫振动的

3、物体，它的周期或频率等于驱动力的周期或频率，而与物体的固有周期或频率无关．2．共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象．共振曲线如图1－4所示．三、机械波1．定义：机械振动在介质中的传播形成机械波．2．产生条件：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质．机械波的传播特点（规律）：（1）各质点都做受迫振动，起振方向都和波源的起振方向相同；且其振动频率（周期）都等于波源的振动频率（周期），但离波源越远的质点振动越滞后。（2）机械波传播的是波源的振动形式(波形)和波源提供的能

4、量，质点不随波迁移。3．机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷．(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，质点分布最密的地方叫密部，质点分布最疏的地方叫疏部．4．描述机械波的物理量(1)波长λ：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长．在横波中，两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长．(2)频率f：波的频率由波源决定，无论在什么介质中传播，波的频率不变．(3)波速v：单位时间内振动向外传播的距离．波速的大小由介质决

5、定．（1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式：v=λf。（2）波由一种介质进入另一种介质，频率不变，波速改变，因此波长改变。5．横波的图象如图1－5所示为一横波的图象．纵坐标表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，横坐标表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置．它反映了在波传播的过程中，某一时刻介质中各质点的位移在空间的分布．简谐波的图象为正弦曲线．思考：振动图像与波动图像的区别？（1）物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移(类比录像)；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移(类比照片)。（2）图象的横坐标不同：振

6、动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离。（3）从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。6．质点振动方向与波传播方向的互判同侧法：四、波的衍射和干涉1．衍射：波绕过障碍物继续传播的现象．产生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多．2．波的叠加：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和3．干涉：频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相

7、互间隔的现象．产生稳定的干涉现象的必要条件：两列波的频率相同．干涉和衍射是波所特有的现象．五、多普勒效应当波源与观察者之间有相对运动时，观察者会感到波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应．当波源与观察者相向运动时，观察者接收到的频率变大；当波源与观察者背向运动时，观察者接收到的频率变小．实质：波源的频率没有变化，只是观察者接收到的频率发生了变化．例1:如图1－12所示为一水平弹簧振子的振动图象，试完成以下要求：(1)写出该振子简谐运动的表达式．(2)在第2s末到第3s末这段时间内弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎