机械振动复习.ppt
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1、机械振动复习机械振动复习2021/9/231复习目标复习目标:1.掌握简谐运动,简谐运动的振幅,周期和频率 2.掌握简谐运动的位移-时间图象 3.掌握在小偏角条件下单摆的简谐运动且会应用简谐运动周期公式进行计算.4.知道振动中的能量转化.2021/9/232机械振动机械振动 对于振动,你可以想到什么?对于振动,你可以想到什么?振动弹簧振子单摆回复力受迫振动周期振幅平衡位置振动图象共振频率2021/9/233一、机械振动一、机械振动1、定义:物体在平衡位置附近做的往复运动,、定义:物体在平衡位置附近做的往复运动,叫机械振动,简称振动。叫机械振动,简称振动。2、条件:、条件:有回复力;有回复力;阻
2、力足够小。阻力足够小。3、描述振动的概念和物理量:、描述振动的概念和物理量:平衡位置平衡位置o:物体所受回复力为零的位置;:物体所受回复力为零的位置;振动位移振动位移x:由平衡位置指向振子所在处的有:由平衡位置指向振子所在处的有向线段;向线段;振幅振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离;:振动物体离开平衡位置的最大距离;2021/9/234周期周期(T)和频率和频率(f):回复力:使振动物体返回平衡位置的力,它的方向总回复力:使振动物体返回平衡位置的力,它的方向总是指向平衡位置;是指向平衡位置;全振动:振动物体往复运动一周后,一切运动量(速全振动:振动物体往复运动一周后,一切运动量(速度、位移
3、、加速度、动量等)及回复力的大小和方向、度、位移、加速度、动量等)及回复力的大小和方向、动能、势能等都跟开始时的完全一样,这就算是振动动能、势能等都跟开始时的完全一样,这就算是振动物体做了一次全振动。物体做了一次全振动。2021/9/235二、简谐运动二、简谐运动1、定义:物体在跟位移大小成正比而方向相反的回、定义:物体在跟位移大小成正比而方向相反的回复力作用下的振动叫简谐和振动;复力作用下的振动叫简谐和振动;2、简谐运动的特征、简谐运动的特征受力特征:受力特征:F=-kx运动特征:运动特征:a=-kx/m3、运动规律、运动规律 简谐运动是一种周期性的变加速运动,一切运简谐运动是一种周期性的变
4、加速运动,一切运动量(速度、位移、加速度、动量等)及回复力的动量(速度、位移、加速度、动量等)及回复力的大小、方向都随时间作正弦(或余弦)式周期性的大小、方向都随时间作正弦(或余弦)式周期性的变化,变化周期为振动周期变化,变化周期为振动周期T。4、简谐运动的能量:简谐运动中动能和势能相互转、简谐运动的能量:简谐运动中动能和势能相互转换,总的机械能保持守恒。换,总的机械能保持守恒。2021/9/236三、两个重要模型三、两个重要模型1、单摆:在细线的一端拴、单摆:在细线的一端拴上一个小球,另一端固定在上一个小球,另一端固定在悬点上,如果细线的伸缩和悬点上,如果细线的伸缩和质量可以忽略,球的直经比
5、质量可以忽略,球的直经比线的长度短得多,这样的装线的长度短得多,这样的装置叫做单摆。置叫做单摆。单摆在竖直面内摆动,当单摆在竖直面内摆动,当5时单摆时单摆的振动可看作简谐运动。的振动可看作简谐运动。2021/9/237()、摆球做简谐运动()、摆球做简谐运动的回复力是重力在切线方的回复力是重力在切线方向的分力:向的分力:2021/9/238()、周期公式:、周期公式:式中为小球摆动的圆孤半径即摆长,量取时式中为小球摆动的圆孤半径即摆长,量取时应从悬点量到球心。应从悬点量到球心。g g为当地重力加速度为当地重力加速度(受力受力复杂时有复杂时有“等效重力加速度等效重力加速度”之说之说).).()、
6、单摆的等时性:在小振幅摆动时,单摆、单摆的等时性:在小振幅摆动时,单摆的振动周期跟振幅和振子的质量都无关。的振动周期跟振幅和振子的质量都无关。2021/9/239、弹簧振子:、弹簧振子:OBC2021/9/2310四、简谐振动的图象四、简谐振动的图象xotOBC1.振动图象振动图象(1)(1)物理意义:表示振动物体的位移随时间变化物理意义:表示振动物体的位移随时间变化的规律的规律.注意振动图像不是质点的运动轨迹注意振动图像不是质点的运动轨迹.(2)(2)简谐振动的图象是一条余弦(或正弦)简谐振动的图象是一条余弦(或正弦)曲线。曲线。(3)(3)作图:作图:以横轴表示以横轴表示时间,纵轴时间,纵
7、轴表示位移。表示位移。2021/9/2311xotTTA-A3.振动图象反映的物理量振动图象反映的物理量(1)可以表示出任意时刻振动质点的位置;可以表示出任意时刻振动质点的位置;(2)可以表示出振幅可以表示出振幅A和周期和周期T;(3)可以判断出某时刻回复力和加速度的方向;可以判断出某时刻回复力和加速度的方向;(4)可以判断可以判断出某时刻质点出某时刻质点的振动(运动)的振动(运动)方向。方向。2021/9/2312三、受迫振动和共振:三、受迫振动和共振:1、受迫振动:、受迫振动:f振振=f策策2、共振现象:共振时,受迫振动的振幅达到、共振现象:共振时,受迫振动的振幅达到最大值。条件:最大值。
8、条件:f策策=f固固 例例:如如图图所所示示,当当A A振振动动起起来来后后,通通过过绷绷紧紧水水平平绳绳迫迫使使B B、C C振振动动起起来来,下列说法正确的是:(下列说法正确的是:()A.A A.A、B B、C C三个单摆的周期均相同三个单摆的周期均相同 B.B.只有只有A A、C C两个单摆周期相同两个单摆周期相同 C.A C.A、B B、C C三个单摆的振幅相同三个单摆的振幅相同 D.B D.B的振幅比的振幅比C C的振幅小的振幅小CBAAD共振.swf2021/9/2313题型专题一题型专题一 简谐运动的基本概念简谐运动的基本概念 1.做简谐运动的质点,当它每次通过同做简谐运动的质点
9、,当它每次通过同一位置时,可能不同的物理量是(一位置时,可能不同的物理量是()A.位移位移 B.速度速度 C.加速度加速度 D.回复力回复力B 2021/9/23142简谐运动属下列哪一种运动?(简谐运动属下列哪一种运动?()匀速直线运动匀速直线运动 匀变速直线运动匀变速直线运动 匀变速曲线运动匀变速曲线运动 加速度改变的变速运动加速度改变的变速运动D2021/9/23153如图所示,弹簧振子在如图所示,弹簧振子在BC间作简谐运动,间作简谐运动,为平为平衡位置,衡位置,BC间距离是间距离是10 cm,从,从到到运动时间是运动时间是s,则(,则()从从振子完成一个全振动振子完成一个全振动 振动周
10、期是振动周期是s,振幅是,振幅是10 cm 经过两次全振动,通过的路程是经过两次全振动,通过的路程是20 cm 从从开始经过开始经过s,振子通过的路程是,振子通过的路程是50 cmD2021/9/2316 4.一质点做简谐运动,振幅是一质点做简谐运动,振幅是4cm,频率是频率是2.5Hz,该质点从平衡位置起向正,该质点从平衡位置起向正方向运动,经方向运动,经2.5s质点的位移和路程分别质点的位移和路程分别是(选初始运动方向为正方向)(是(选初始运动方向为正方向)()A.4 cm,24 cm B.-4 cm,100cm C.0,100 cm D.4 cm,100cmD2021/9/2317 5.
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