2022年简谐振动和机械波知识总结.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 一、机械振动的产生条件 : 1物体受回复力的作用 2阻力足够小二、回复力的概念1把物体受到的指向平稳位置的力叫回复力,所以回复力是以力的成效而命名的2回复力可能是某个力；可能是几个力的合力；可能是某个力的分力三、简谐振动的定义平稳位置：物体停止振动后所在的位置,即物体所受回复力为零的位置受力情形：物体在跟偏离平稳位置的位移大小成正比,并且总指向平稳位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐振动如用表示物体所受的回复力,表示物体离开平稳位置的位移,就与的关系为四、简谐振动的三角函数表达式其中 A 为物体做简谐振动的振幅, 为振动的圆频率且,（）为振动的

2、相位,为振动的初相位 x 为振动物体在 t 时刻的位移,这样我们知道简谐振动位移随时间变化的函数关系 为三角函数,描述简谐振动的几个物理量（A、f 、）是这一函数表达式中的几个常数,这几个常数打算了振动的情形五、简谐振动的图象知道简谐振动位移随时间变化的函数关系,就可以画出它的图象（图1）. 图中实线和虚线分别表示两个简谐振动的图象,纵坐标的最大值是振动的振幅,横坐标轴上方标出时间,下方标出相位,相位的数值就是角度,与三角函数相同 由图可知两个振动的振幅相同,周期相同, 但初相位不同 初相位是时刻的相位,虚线是正弦函数曲线,时刻的相位为 0实线与虚线在横坐标上相差一段距离,时刻的相位为实线所表

3、示的振动比虚线所表示的振动落后 T/4 ,相位上落后图象是可以形象记忆的学问,把物理量、函数表达式和图象有机结合起来可以帮忙我们把握规律,并有效记忆学问名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 六、弹簧振子和单摆的受力情形弹簧振子是抱负化的模型,弹簧振子：一个轻弹簧一端拴一小球,组成一个弹簧振子如图 2 所示为一水平弹簧振子,图 3 为一竖直弹簧振子回复力：水平的弹簧振子在光滑水平面上振动时所受回复力是弹簧的弹力竖直吊挂的弹簧振子在竖直平面内振动时回复力是重力与弹力的合力固有周期：弹簧振子做自由振动时的周期由弹簧的劲度系数和

4、振子的质量打算,与振幅无关,单摆也是实际摆的一种物理模型,由一根上端固定不能伸长的细线和在下端悬挂的一个可看成是质点的小球组成回复力：单摆的回复力是重力沿切向的分力 , 当摆角很小时 , 这个力为固有周期：单摆做简谐振动时的周期由摆线的长度和摆所在的位置打算,与振幅和摆球的质量无关,名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 八、振动的能量与振幅有关,振动能量随振幅的增大而增大在振动系统中动能和势能相互转化在简谐振动中机械能守恒九、机械波的产生及特点机械振动在介质中的传播过程叫机械波机械波的产生条件有两个：一是要有做机械振动的

5、物体作为波源,二是要有能够传播机械振动的介质有机械波必有机械振动,有机械振动不肯定有机械波特点：介质中的每一个质点都在各自的平稳位置邻近重复波源的振动（各质点的振动周期与波源的振动周期相等,抱负的简谐波各质点振幅相等）,离波源越远的质点振动越滞后,它总是在离波源近的前一个质点的带动下振动每一个质点并不沿波的传播方向迁移,机械波在介质中传播的是波源的运动形式和振动能量十、描述机械波的物理量波长 、频率 f （周期 T）与波速 v 的关系留意：不能认为波速 v 正比于波长 ,正比于频率 f 由于波速 v 的大小是由介质打算的,与波源无关；频率 f是由波源打算的,与介质无关；而波长 是由介质和波源共

6、同打算的对于给定的匀称介质,比值 或乘积 是一定值,这反映了空间的周期性和时间的周期性的联系的,波源振动了几个周期,波就向前传播几个波长十一、波的图像振动图像与波的图像的比较振动是一个质点的运动随时间的推移而出现出来的情形,波动是一个时刻空间各质点的振动共同出现出来的情况简谐振动和其引起的简谐波的振幅、频率相同, 二者的图像都是正弦（或余弦） 曲线,但两个图像有本质的区分见下表：- 振动图像波的图像一个质点讨论对象波的传播方向上的全部质点某一时刻各个质点位移随时间变化的规律讨论内容名师归纳总结 横纵坐标（不同时刻的位移）在空间的位移分布规律第 3 页,共 4 页位移 -时间（ y-t ）位移

7、- 空间位置（ y-x ）物理意义反映一个质点在各个时刻的位移反映某一时刻各个质点的位移周期性曲线的一个周期在横坐标上的距曲线的一个周期在横坐标上的距- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 离表示振动时间的一个周期即随时间推移图线连续,但已经画T 离表示振动在空间上的一个周期 即波长 不同时间观看的波形不同,随时图线变化出的外形不变间推移,图像沿传播方向平移十二、波动问题的多解性波动具有时间和空间上的周期性：波在传播过程中相隔周期的整数倍时间,波的图像是相同的；在波的传播方向上,相隔波长的整数倍的质点,振动情形完全相同因此,在求解波动的问题时,假如质点的振动方向或波的传播方向不确定,在波的传播方向上的两质点间的距离不确定,传播距离和时间不确定等,就简单显现多解的现象这造成明白决波动问题的一个难点但由于波在同一种介质中是匀速传播的,故机械波的传播时间t 、传播距离 S 和传播速度v 之间的关系是这样在无条件限制时,解决这类问题可以有如下一些关系：n = 0 、1、2、 , S0 是波形传播的最小距离,t 0 是对应传播距离S0 的时间名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页