第九章 振动和波动讲解
《振动和波动的关系》课件
波长公式
波长与振动的速度和频率有 关： λ=v/f
单位
振动的单位是赫兹（Hz）， 波动的单位是米（m）。
振动和波动的应用领域
1 医学
超声波用于医学成像和治 疗。
2 通信
无线电波和光纤传输用于 信息传输。
3 工程
振动传感器和结构动力学 用于工程设计。
振动和波动的实验和观测方法
1
实验
利用弹簧和质量系统进行振动实验。
2
观测方法
使用光学或电子仪器进行波动的观测。
3
数据分析
通过记录数据并应用相关分析方法来研究振动和波动现象。
振动和波动的未来发展趋势
技术创新
新技术的发展将推动振动和波动在各个领域的应用。
科学研究
对振动和波动现象的深入研究将带来新的发现和理 解。
振动和波动的关系
振动和波动是物理学中重要的概念，它们描述了物体或系统中的能量传播和 振动的特性。本课件将探讨振动和波动的定义、特点、公式和应用领域。
振动和波动的定义
1 振动
物体在时间内往复运动的过程。
2 波动
能量在介质中传输的过程，通常以波的形式呈现。Biblioteka 振动和波动的特点频率
振动的周期或波动的频率是描 述其快慢的特征。
振幅
振动或波动过程中的最大偏离 或变化。
波长
波动中相邻两个相位相同点之 间的距离。
振动和波动的相同点和不同点
相同点
都是描述物体或系统中能量传播和振动的过程。
不同点
振动是指物体自身的周期或往复运动，而波动是能 量在介质中传输的过程。
振动和波动的公式和单位
振动公式
振动的周期和频率可以用以 下公式描述： T=1/f
大学物理知识点总结：振动及波动
利用超声波的能量作用于人体组织，产生热效应、机械效应等，达到治疗目的，如超声碎石、超声刀 等。
地震监测和预测中振动分析
地震波监测
通过监测地震波在地球内部的传播情况和变化特征，研究地震的发生机制和震源性质。
振动传感器应用
在地震易发区域布置振动传感器，实时监测地面振动情况，为地震预警和应急救援提供 数据支持。
图像
简谐振动的图像是正弦或余弦曲线，表示了物体的位移随时间的变化关系。
能量守恒原理在简谐振动中应用
能量守恒
在简谐振动中，系统的机械能（动能 和势能之和）保持不变。
应用
利用能量守恒原理可以求解简谐振动 的振幅、角频率等物理量。
阻尼振动、受迫振动和共振现象
阻尼振动
当物体受到阻力作用时，其振动会逐渐减弱，直至停止。 这种振动称为阻尼振动。
惠更斯原理在波动传播中应用
01
惠更斯原理指出，波在传播过程中，每一点都可以看作是新的 波源，发出子波。
02
惠更斯原理可以解释波的反射、折射等现象，并推导出斯涅尔
定律等波动传播规律。
在实际应用中，惠更斯原理被为波动现象的研究提供了重要的理论基础。
04
干涉、衍射和偏振现象
误差分析
分析实验过程中可能出现的误差来源，如仪 器误差、操作误差等；对误差进行定量评估 ，了解误差对实验结果的影响程度；提出减 小误差的方法和措施，提高实验精度和可靠
性。
感谢您的观看
THANKS
实例
钟摆的摆动、琴弦的振动、地震波的传播等 。
振动量描述参数
振幅
描述振动大小的物理量，表示物体离开平衡 位置的最大距离。
频率
描述振动快慢的物理量，表示单位时间内振 动的次数。
振动与波动的基本概念
振动与波动的基本概念在自然界中，我们可以经常发现物体或者现象会周期性的发生变化，例如钟表的走时、音乐的旋律等等。
这样的周期性变化常常被称作“振动”和“波动”，它们是物理学中非常基础和重要的概念。
一、振动的基本概念振动指的是一个物体或者物体系统在固定位置周围做周期性的来回运动。
通常我们所说的振动，不仅仅指的是单一物体自身的运动，也可能指的是物体系统集体的运动。
振动的特点包括以下几个方面：1. 振幅：指物体或者物体系统运动最大偏离平衡位置的距离，也可以理解为能量的大小；2. 周期：指振动过程中完成一次完整运动所需要的所用时间，单位是秒；3. 频率：指在单位时间内振动发生的次数，单位是赫兹（Hz）；4. 相位：指某一个特定的时刻，振动的状态；5. 响度：指振动产生的声响大小；6. 谐振：指当外力频率与振动频率相等时，振动呈现最大振幅的情况。
振动在生活和实践中有着广泛的应用，例如可调节灯光的调节、交替电流的产生等等。
二、波动的基本概念波动指的是一种物质或者能量的传播现象，它会在空间中形成一种波动。
波动的特点包括以下几个方面：1. 波长：指相邻波峰之间的距离；2. 振幅：指波动的最大偏离强度；3. 周期：指两个连续的相同状态之间的时间间隔；4. 速度：波传播的速度，可以是声速、光速等等；5. 频率：波动在单位时间内经过固定点的次数；6. 相速度：指定相位点在沿波传播方向上运动的速度。
波动包含很多种不同的类型，例如声波、光波、机械波、电磁波等等，在不同的领域都有着广泛应用。
例如声波被用于声音的传输、电磁波被用于电视、通讯等等。
三、振动与波动之间的关系振动和波动虽然是两种不同的物理现象，但是它们之间也存在着密切的联系。
事实上，大多数波动都可以看做是连续不断地发生振动所产生的结果。
在简单谐振的情况下，我们可以得到一个周期性运动的单个物体产生的振动波。
此外，振动对于产生波动的介质也有着重要的影响。
当一个振动波在介质中传播时，介质受到“弹性”的影响，从而产生一系列周期性的收缩和扩张，从而形成波动。
物理振动与波动教学
振动与波动在音乐中的应用：音乐通过振动与波动产生声音，使人们享受美妙的旋律。
振动与波动在通讯中的应用：无线电波的传输利用了振动与波动的原理，实现了远距离的信息 传递。
振动与波动在医疗领域的应用：超声波诊断技术利用振动与波动的原理，能够无创检测人体内 部结构。
振动与波动在建筑领域的应用：地震工程通过研究振动与波动对建筑的影响，提高建筑的抗震 性能。
波动能量的概念：波动能量是指波动过程中所传 递的能量，包括机械能、电磁能等。
波动能量的传播方式：波动能量的传播方式包括 机械波的传播和电磁波的传播。机械波的传播需 要介质，而电磁波的传播不需要介质。
波动能量的传播速度：波动能量的传播速 度与介质有关。对于机械波，其传播速度 取决于介质的性质；对于电磁波，其传播 速度为光速。
水波：水波是水面的振动现象，水波在传播过程中会遇到各种障碍物，发生反射、折射和干 涉等现象，可以用于水下探测和海洋科学研究。
理论教学：讲解 物理原理、公式 和概念，帮助学 生建立基础知识 体系。
实践教学：通过 实验、演示和互 动，让学生亲身 体验物理现象， 加深对理论知识 的理解。
结合方式：交替 进行理论教学和 实践教学，相互 补充，提高教学 效果。
波动能量的应用：波动能量的应用非常广泛，例 如声波可以用于通信、探测和成像等，电磁波可 以用于无线通信、卫星通信、雷达和遥感等。
波动方程的建立： 基于物理原理和数 学推导
求解方法：分离变 量法、积分变换法 等
实例分析：不同类 型波动方程的求解 过程
实际应用：波动方 程在物理、工程等 领域的应用
振动与波动在机 械工程中的应用： 用于检测机械设 备的振动和位移， 提高设备的稳定 性和可靠性。
振动是一种能量传 递方式
振动与波动的基本概念
振动与波动的基本概念振动是自然界中普遍存在的物理现象，它是物体或者系统在某个基准平衡位置附近以某种规律来回摆动的运动形式。
而波动则是一种传播能量的方式，它是由振动引起的。
一、振动的基本概念振动是物体或者系统在平衡位置附近以某种规律执行来回摆动的运动形式。
振动过程中，物体或者系统从平衡位置向正方向运动，再向负方向运动，如此往复。
振动运动可以分为简谐振动和非简谐振动两种类型。
简谐振动是指振幅恒定、周期固定且以正弦或余弦函数形式描述的振动运动。
简谐振动在物理学中具有非常广泛的应用，例如弹簧振子、摆钟等。
非简谐振动则是指振幅和周期随时间的变化而变化的振动。
非简谐振动通常是由于存在能量耗散或者外力的作用导致的。
例如摩擦力的存在会使得弹簧振子的振幅逐渐减小，周期逐渐增大。
二、波动的基本概念波动是能量的传播，是由振动引起的。
波动可以分为机械波和电磁波两种类型。
机械波是指需要通过介质（如空气、水等）传播的波动。
机械波的传播需要介质的粒子作频繁的振动。
常见的机械波有水波、声波等。
电磁波则是指在真空中传播的波动。
在电磁波中，电场和磁场相互作用，能量以波的形式传播。
电磁波的特点是具有波长和频率，其中包括可见光、无线电波、微波等。
波动可以分为横波和纵波两种类型。
横波是指波动垂直于传播方向的波动，如水波中的波峰和波谷；纵波则是指波动沿着传播方向的波动，如声波中的气压的变化。
三、振动与波动的关系振动和波动是紧密相关的。
振动是产生波动的源头，波动则是振动能量的传播。
在机械波中，介质中的分子或者粒子以振动的方式传递能量，形成纵波和横波；而在电磁波中，电场和磁场以振动的方式交替变化，传递能量。
振动和波动在日常生活中都有很多应用。
例如，人的声音通过空气中的振动产生声波，传播到他人的耳中；手机和电视机通过发射无线电波来传输信息；地震通过地壳的振动产生地震波，传递地震的能量等等。
总结起来，振动和波动是物理学中基本的概念。
振动是物体或者系统以一定规律来回摆动的运动形式，而波动则是由振动引起的能量传递。
振动与波动基础
振动与波动基础振动与波动是物理学中重要的基础概念，它们在我们日常生活中无处不在，并且在各个领域都有着广泛的应用。
本文将介绍振动与波动的概念、特性以及其在自然界和科学研究中的应用。
一、振动的概念与特性振动是物体在某一固定点周围的周期性往复运动。
振动有以下几个基本特性：1. 振动的周期性：振动是具有周期性的运动，即在一定时间内，物体会重复经历相同的运动过程。
例如，钟摆在沿着一定路径来回摆动时，就是一种周期性的振动。
2. 振动的频率与周期：振动的频率指的是单位时间内振动完成的次数，单位为赫兹(Hz)。
而周期是指振动完成一个完整往复运动所需要的时间，单位为秒(s)。
频率与周期之间满足倒数关系，即频率等于1除以周期。
3. 振幅：振幅是指振动过程中物体离开平衡位置的最大距离。
振幅越大，物体的振动范围就越大；振幅越小，物体的振动范围就越小。
4. 谐振与非谐振：谐振是指振动中所受迫力与振动频率相同的情况。
当一个物体受到与其振动频率相同的外力作用时，会出现谐振现象，此时振幅会不断增大。
非谐振则是指振动中所受迫力与振动频率不同的情况。
二、波动的概念与特性波动是物理学中描述能量在空间传播的过程。
波动有以下几个基本特性：1. 波长与周期：波长是指在一个完整波动过程中，波的长度。
波长的单位通常是米(m)，常用符号是λ。
周期是指波的一个完整循环所需要的时间，单位是秒(s)。
波长与周期之间满足长度与时间的倒数关系。
2. 频率与波速：频率是指波动中单位时间内波的个数，单位是赫兹(Hz)。
波速是指波动中波传播的速率，单位是米每秒(m/s)。
频率与波速之间满足长度与时间的正比关系。
3. 波的振幅：波的振幅是指波动中波的最大偏离程度。
波的振幅越大，波动的能量传递越强。
4. 波的传播方式：波动可以分为机械波和电磁波两种类型。
机械波是需要介质媒介传播的波动，如水波、声波等；电磁波则是不需要介质传播的波动，如光波、无线电波等。
三、振动与波动在自然界和科学研究中的应用振动与波动在自然界和科学研究中有着广泛的应用。
第九章-振动与波动基础PPT课件
解： 设振动方程为
31.4
xAcost(0)
15.7
0
vAsin(t0) 15.7
1
t(s)
v0Asin01.75cm 1s31.4
a02Aco0s0
Avm3.1 4cm 1 ssin0 vA 0 1 3..5 1 7 41 2
0
6
或5
6
a00,则 co0s0
0
6
t1 v1.57cm1s
v(cms1)
拍频 : 单位时间内强弱变化的次数 =|2-1|
拍 ＝ 2 2 1
或
2 T2 1
三、同频率的垂直简谐振动的合成
分振动
xA 1cots (10 ) yA 2cots(20 )
合振动
A x 1 2 2 A y 2 2 2 2 A x 1A y 2co2 s 01 () 0 s2 i(n 2 01) 0
A x 1 2 2 A y 2 2 2 2 A x 1A y 2co2 s 01 () 0 s2 i(n 2 01) 0
讨论
(1)20100
(
x A1
y A2
)2
0
y A2 x A1
合振动的轨迹为通过原点且
y
在第一、第三象限内的直线
斜率 A2
x
A1
质点离开平衡位置的位移
S x 2y2A 1 2A 2 2cot s()
1 A 和 是积分常数，由初始条件决定
2 （2）式是一个通解，但并不是唯一形式 的解，正弦函数和复指数函数也是（1）式 的解
可见： 与A、、有关
描述简谐振动的特征量
二 简谐振动的特征量 1 振幅A 振幅A－振动量在振动过程中所能达到的最大值
大学物理知识点总结(振动及波动)
比较y0 和 y 。若y y0，则vo 0；若 y y0，则v0 0。
由图知：
对于1：
y
y0， 则v 0
0。 思考?
若传播方向相反
对于2 ： y y0，则 vo 0 。
时振动方向如何？
[例5]一列平面简谐波某时刻的波动曲线如图。
求：1）该波线上点A及B 处对应质元的振动相位。
E
Ek
Ep
1 2
kA2
动能势能相互转化
简谐振动的描述
一、描述简谐振动的物理量
① 振幅A：
A
x02
v
2 0
2
② 角频率 ： k
2
m
T
③ 相位( t + ) 和 初相 ：
tg v0 x0
的确定！！
④相位差 ： (2t 2 ) (1t 1)
or 5
6
6
1 2
A且y0
v0 As
y0 0
0
in
。
1 5 2
6
A
③已知初位置的大小、正负以及初速度的大小。
[例3]已知某质点振动的初位置 y0 0.3A且v0 0.95A。 由tg v0 的 可 能 值. y0
由旋转矢量法知：
0 )
0
4
y Acos(500 t 2x )
A
4
o
y
200 4
2） x 100m y Acos(500 t 5 )
4
vy
dy dt
500A s in(500
简述振动和波动
简述振动和波动
振动是一个质点的来回往复运动.
波动是有联系作用的大量质点的运动,一个质点的运动可以通过与相邻质点的作用把它的运动传播出去,这种运动在大量质点中传播.
联系：振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，有振动不一定有波动。
区别：发现历史不同；原理不同；应用不同。
振动是指一个孤立的系统（也可是介质中的一个质元）在某固定平衡位置附近所做的往复运动，波动是振动在连续介质中的传播过程，此时介质中所有质元都在各自的平衡位置附近作振动。
波动：无线电波、光波、X射线等。
振动：振动原理广泛应用于音乐、建筑、医疗、制造、建材、探测、军事等行业，有许多细小的分支，对任何分支的深入研究都能够促进科学的向前发展，推动社会进步。
如何备考物理中的“振动与波动”
如何备考物理中的“振动与波动”你好，我为你准备了一篇关于如何备考物理中的“振动与波动”的文章。
由于字数限制，我会尽量详细地阐述重要的概念和解题技巧。
希望对你有所帮助。
一、理解基本概念1.1 振动振动是物体围绕其平衡位置做周期性的往复运动。
描述振动的主要参数有振幅、周期、频率、相位等。
1.2 波动波动是振动在介质中的传播。
根据传播方向和振动方向的关系，波动可以分为纵波和横波。
二、重点知识点梳理2.1 简谐振动简谐振动是最基本的振动形式，其特点是力与位移成正比，方向相反。
重要的公式有：•速度与位移的关系：[ v = A (t + ) ]•加速度与位移的关系：[ a = -^2 x ]其中，( ) 是角频率，( A ) 是振幅，( ) 是初相位。
2.2 谐波运动谐波运动是理想化的波动模型，其特点是波动过程中各质点振动的频率与波源的频率相同。
2.3 波的叠加与干涉当两个或多个波相遇时，它们会产生叠加，形成新的波。
如果两个波的相位差恒定，则会产生稳定的干涉图样。
2.4 衍射与折射波在遇到障碍物或通过狭缝时，会产生衍射现象。
波从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象。
三、解题技巧3.1 振动问题的解决步骤1.确定振动系统的自由度，列出方程。
2.分析初始条件，求解位移、速度、加速度等物理量。
3.根据求解的物理量，分析振动的特点，如振幅、周期、频率等。
3.2 波动问题的解决步骤1.确定波动方程，如正弦波、余弦波等。
2.根据边界条件和初始条件，求解波动方程的解。
3.分析波动的特点，如波长、波速、相位等。
4.应用波动方程，分析波的叠加、干涉、衍射等现象。
四、复习建议1.熟悉振动与波动的基本概念，理解各个知识点之间的联系。
2.着重掌握解题技巧，提高解决实际问题的能力。
3.多做习题，尤其是历年高考题，总结规律。
4.遇到难题时，不要气馁，多与同学、老师交流，共同进步。
希望这篇指南能帮助你在备考物理“振动与波动”部分时取得好成绩。
高中物理中的波动和振动
高中物理中的波动和振动波动和振动是高中物理课程中非常重要且常见的概念。
它们在自然界和现实生活中都有广泛的应用。
本文将对波动和振动的定义、特性以及相关现象作详细介绍。
一、波动的概念及特性波动是指能够传递能量的扰动在介质中的传播。
波动的特性包括幅度、频率、周期和波速。
1.1 幅度：波动的幅度是指波峰或波谷与波的平衡位置之间的最大偏移距离。
幅度越大，表示波动的能量越大。
1.2 频率和周期：波动的频率是指在一定时间内波动所完成的周期数。
频率的单位是赫兹（Hz），1Hz表示每秒完成一个周期。
频率与周期的关系为频率=1/周期。
1.3 波速：波速是波动传播的速度，通常表示为v。
波速与频率和波长有关，其关系为波速=频率×波长。
二、波动的传播方式波动可以分为机械波和电磁波。
机械波需要介质传播，而电磁波可以在真空中传播。
2.1 机械波：机械波需要介质来传播，常见的机械波有水波、声波和横波等。
机械波的传播是通过介质中颗粒的振动来传递能量。
2.2 电磁波：电磁波是指由电场和磁场交替产生的波动。
电磁波可以在真空和介质中传播，常见的电磁波有光波、射线和无线电波等。
三、波动的现象和应用波动在生活和科学研究中有着广泛的应用，以下是一些常见的波动现象和应用。
3.1 反射：波动在遇到障碍物时会发生反射。
例如，当光波遇到镜子时会反射回来，我们才能看到镜子中的影像。
3.2 折射：波动从一种介质传播到另一种介质时会发生折射。
例如，当光线从空气中射入水中，光线会发生折射产生折射角。
3.3 干涉：当两个或多个波的幅度叠加在一起时，会产生干涉现象。
干涉可以是相长干涉或相消干涉，应用十分广泛，如激光干涉仪等。
3.4 衍射：波动通过一个孔或一个尺寸接近波长的狭缝时，会发生衍射现象。
衍射是波的特性之一，如光的衍射在日常生活中有着广泛的应用。
3.5 声音的传播：声音是一种机械波，通过介质中分子的振动传播。
声音的传播速度取决于介质的性质，如在空气中的速度约为343米/秒。
大学物理物理学课件振动与波动
折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分 居法线两侧；折射角与入射角满足斯涅尔定律。
全反射规律
当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于或等于临界角，则 会发生全反射现象，即全部光线被反射回原介质中。
现代光学技术应用
激光技术
利用受激辐射原理产生高强度、单色性 好的激光束，广泛应用于科研、工业、 医疗等领域。
超声波的性质
超声波具有高频、高能量、方向性好、穿透力强 等特点。
超声波的应用
超声波在医学、工业、农业等领域有广泛应用， 如超声诊断、超声加工、超声育种等。
次声波简介和危害防范
01
次声波简介
次声波是指频率低于20Hz的声 波，人耳无法听到，但会对人体 产生危害。
02
次声波的危害
03
次声波的防范
次声波会对人体内脏器官产生共 振作用，导致头晕、恶心、呕吐 等症状，严重时甚至危及生命。
虑共振问题，并采取相应的防范措施。
03
波动基本概念与传播特性
波动定义及分类
波动是物质运动的一种形式，指振动在 介质中的传播过程。
机械波：机械振动在介质中的传播，如 声波、水波等。
波动可分为机械波和电磁波两大类。
电磁波：电磁场在空间的传播，如光波 、无线电波等。
机械波产生条件与传播过程
产生条件
波源（振动的物体）和介质（传播振动的媒质）。
04
干涉、衍射与多普勒效应
干涉现象及其条件
03
干涉现象
干涉条件
干涉类型
当两列或多列波的频率相同，振动方向一 致，相位差恒定时，它们在空间某些区域 振动加强，在另一些区域振动减弱，形成 稳定的强弱分布的现象。
振动和波动物体的振动和波的传播
振动和波动物体的振动和波的传播振动和波动是物体在空间中传播的一种现象，常见于我们生活中的各个领域。
振动是物体在平衡位置附近做往复运动的现象，而波动则是振动的传播过程。
本文将对振动和波动物体的振动和波的传播进行探讨。
一、振动的特点和传播振动是物体在平衡位置附近做往复运动的现象。
它具有以下几个特点：1. 频率：振动的频率是指单位时间内振动的次数，通常用赫兹（Hz）作为单位。
频率越高，振动的周期越短，振动的速度越快。
2. 振幅：振幅是指振动物体离开平衡位置的最大位移。
振幅越大，说明振动物体的能量越大，振动的幅度也越大。
3. 周期：振动的周期是指完成一次完整振动所需要的时间。
周期与频率之间呈倒数关系，即频率等于周期的倒数。
振动的传播可以通过介质传递，其中介质可以是固体、液体或气体。
在固体中，振动以弹性波的形式传播；在液体和气体中，振动以机械波的形式传播。
不同介质中的振动传播速度不同，固体中传播速度最快，而气体中传播速度最慢。
二、波动的特点和传播波是振动在介质中传播形成的一种现象，它具有以下几个特点：1. 波长：波长是指波的一个完整周期所占据的空间长度。
波长与频率之间呈反比关系，频率越高，波长越短。
2. 传播速度：波动的传播速度可以通过波长与频率的乘积来计算，即传播速度等于波长乘以频率。
不同介质中的波动传播速度也不同。
波动可以分为机械波和电磁波两种类型。
机械波需要介质传递，如水波、声波等；而电磁波可以在真空中传播，如光波、射线等。
三、振动和波动的相互关系振动和波动有着密切的联系，波动需要振动来产生，而振动又可以通过波动来传播。
例如，水面上扔入一块石头会引起水波的扩散。
石头下落时的振动产生了水波，水波以波动的形式传播到周围。
我们可以看到，波动实质上是振动在介质中的传播。
同样地，声波也可以作为一种机械波传播，它是由声源振动引起的，通过空气分子的振动传递，形成一种声波。
声波在我们的日常生活中非常常见，比如说我们说话时产生的声音就是声波的传播。
初中物理振动与波动知识点总结
初中物理振动与波动知识点总结振动与波动是物理学中重要的概念，涉及到我们日常生活中的许多现象，例如钟摆摆动、声音的传播等。
本文将对初中物理中与振动与波动相关的知识点进行总结。
1. 振动的基本概念与特征振动是物体围绕某个平衡位置来回周期性移动的现象。
物体在振动过程中呈现出周期性、往复性和传递能量的特征。
2. 振动的分类根据振动的方向和物体的形状，振动可以分为线性振动和角形振动。
线性振动是物体在直线上往复运动，例如弹簧振子的振动；角形振动是物体在角度上往复运动，例如摆钟的摆动。
3. 振动的描述方法振动可以用周期、频率和振幅来描述。
周期是指振动完成一次往复运动所需要的时间；频率是指单位时间内振动发生的次数；振幅是指物体离开平衡位置的最大位移。
4. 波的传播与波的分类波是一种通过介质传递能量的现象。
根据介质的振动方向，波可以分为机械波和电磁波。
机械波需要通过物质介质传播，例如声波和水波；电磁波可以在真空中传播，例如光波和无线电波。
5. 波的特性与性质波具有传播速度、频率、波长和振幅等特性。
传播速度是波在单位时间内向前传播的距离；频率是单位时间内波的起伏次数；波长是波的一个完整周期的空间长度；振幅是波的最大振动位移。
6. 声音的传播与性质声音是机械波在介质中传播的一种波动现象。
声音是由物体的振动产生的，通过震动传播给周围介质，并被耳朵接收。
声音的传播速度与介质的性质有关，一般在气体中的传播速度较小，在固体中的传播速度较大。
声音的频率决定了声音的音调，而振幅则决定了声音的音量。
7. 光的传播与性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。
光是以电磁波的形式在真空中传播，而在介质中的传播速度较慢。
光的频率决定了光的颜色，不同频率的光呈现不同的色彩；光的波长与频率有反比关系，即波长越短，频率越高。
光的传播可以遵循直线传播和直线传播的原理。
8. 光的反射与折射当光线遇到界面时，一部分光会被反射回原来的介质，称为反射；另一部分光会穿过界面进入新的介质中，称为折射。
高中物理振动和波动解题技巧类析
高中物理振动和波动解题技巧类析一、波的形成与传播过程1．波是波源的振动形式在介质中的传播过程，介质中的每个质点只在自己的平衡位置振动，并不随波迁移。
2．在波的传播方向上相距波长整数倍的两质点，振动起来后的情况完全相同，相距半个波长奇数倍的两质点振动情况总是相反。
3．介质中任何一个质点的起振方向总是与波源的起振方向相同，且滞后于波源的振动。
4．波速由介质决定，频率由波源决定，同一介质中波速相同，与波长和频率无关。
二、振动图象和波动图象的区别和联系1．区别2．联系：振动是一个质点随时间的推移而呈现的现象，波动是全部质点联合起来共同呈现的现象，简谐运动和其引起的简谐波的振幅、频率相同；图象的形状是正弦（或余弦）曲线。
三、横波的传播方向和质点的振动方向的关系1．带动法（特殊点法）如图，为一沿x轴正方向传播的横波，判定图上P点的振动方向。
在P点的附近靠近波源的一方的图线上另找一点P/，若P/在P的上方，P/带动P向上振动，P向上振动；若P/在P的下方，则P/带动P向下振动，P向下振动。
2．微平移法沿波的传播方向将波的图象进行微小平移，然后由两条波形曲线来判定，如上图A/B/C/D/是ABCD运动后的位置，所以AB向上运动，CD向下运动。
3．上下坡法沿波的传播方向看，上坡的质点向下振动，下坡的质点向上振动，即“上坡下，下坡上”下图中AC在上坡上，向下振动，B在下坡上，所以向上振动，4．刮风法设风沿波的传播方向刮，则风吹的地方，草被刮倒向下运动，背风的地方，风刮不到草则向上生长，即向上运动。
5．逆复描法逆着波的传播方向，沿波形图线复描，凡提笔经过的点向上振动，凡向下拉笔的点向下振动。
例1 一列简谐波在t=0时的波形如图1所示，图2表示该波传播介质中某个质点此后一段时间内的图象，则（）A．若波沿轴正方向传播，图2为a点的振动图象B．若波沿轴正方向传播，图2为b点的振动图象C．若波沿的负方向传播，图2为c点的振动图象D．若波沿的负方向传播，图2为d点的振动图象，解：在图2的的图象中，t=0时刻，质点在平衡位置并向轴的正方向运动，而图1的波形却表明在t=0时刻，质点b、d才在平衡位置，而a、c不在平衡位置，所以A、C不正确；若波沿x轴正方向传播，可知质点b向上运动，B对，同理，波向x轴负方向传播，质点d向上振动，D对。
《振动和波动》课件
由摩擦力或阻尼器对振动物体的影响。
波动的类型——机械波、电磁波、声 波等
1 机械波
需要媒质传播的波动。
3 声波
由物体振动产生的机械波。
2 电磁波
不需要媒质传播的波动。
波动的传播——波的速度、波长与频 率的关系
1 波速
波动传播的速度。
2 波长
波动中相邻两个点之间的距离。
3 频率
波动在单位时间内重复的次数。
振动物体复位受力与位移成正比。
2 非线性振动
振动物体复位受力与位移不成正比。
自由振动和受迫振动
1 自由振动
物体在没有外力作用下的振动。
2 受迫振动
物体在外部力作用下的振动。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
振动的频率和周期
1 频率
振动在单位时间内重复的次数。
2 周期
振动完成一个完整循环的时间。
谐振和阻尼振动
1 谐振
物体在外界周期性作用力下产生共振现象。
《振动和波动》PPT课 件 什么是振动和波动
振动是物体周围的来回运动，而波动则是物质在空间传递的起伏运动。了解 振动和波动的基本概念对深入研究其它相关领域至关重要。
振动和波动的区别
振动
是物体周围的来回运动。
波动
是物质在空间传递的起伏运动。
区别
振动是局部的，波动是传递的。
线性振动和非线性振动
1 线性振动
振动与波动的性质与应用
振动与波动的性质与应用振动与波动是物理学中重要的概念，它们在自然界和技术应用中发挥着重要作用。
本文将讨论振动与波动的性质及其在不同领域的应用。
一、振动的性质振动是物体或系统相对于平衡位置做往复运动的过程。
振动的性质有以下几个方面：1. 频率与周期：振动的频率是指单位时间内完成振动周期的次数，单位是赫兹（Hz）；振动的周期是指完成一次完整振动所需的时间。
频率和周期是倒数关系，频率等于1除以周期。
振动的频率与周期决定了振动的速度和节奏。
2. 幅度：振动的幅度是指物体或系统从平衡位置偏离的最大距离。
幅度越大，振动的能量越大。
3. 相位：振动的相位是指振动的偏移程度或时间相对于某个参考点或起始时间的差异。
4. 频率响应：振动系统对外界激励的响应情况。
不同振动系统对不同频率的激励有着不同的响应。
频率响应可以用于判断系统的稳定性和工作性能。
二、振动的应用振动在生活和工程领域有着广泛的应用。
以下是其中几个典型的应用：1. 扬声器：扬声器利用振动产生声音。
电流经过线圈时，线圈会受电磁感应力的作用而产生振动，进而使扬声器的振膜（振动部分）振动，从而产生声音。
2. 震动筛选器：震动筛选器通过机械振动筛选杂质。
震动筛选器把待筛物料放在筛网或筛板上，通过振动使物料在筛网上进行有效分离，对准确筛选和分类起到关键作用。
3. 振动传感器：振动传感器可以感应物体的振动，将振动的物理信号转化为电信号，用于检测和监控。
例如在汽车工程中，振动传感器可以监测车辆的振动情况，用于智能悬挂系统、车辆诊断等。
4. 振动吸附：振动吸附是一种减振技术，通过向振动源施加一个补偿振动，使两个振动相互抵消。
振动吸附可以应用于减少机械设备的振动噪音，提高工作环境的舒适度。
三、波动的性质波动是能量在空间中传递的过程，它具有以下几个重要的性质：1. 传播介质：波动需要介质作为媒介传播，可以是固体、液体或气体。
在传播过程中，介质的颗粒受到波动的激发，形成波纹。
高中物理振动与波动知识点总结
高中物理振动与波动知识点总结
哇塞，同学们！今天咱来好好唠唠高中物理的振动与波动知识点！你想想啊，振动就像是一个小精灵在那蹦跶，而波动呢，就像是一群小精灵排着队往前跑！
先说振动吧！就像你荡秋千，秋千来回晃，这就是振动啊！振动有啥特点呢？有振幅呀，那就是秋千晃的幅度大小，幅度大那摆动得就厉害呗！还有周期，你荡一次秋千用的时间就是周期喽！来，再想想那个钟摆，滴答滴答地晃，这也是振动呀！
说到波动，就好比是水面上的涟漪，一圈一圈往外扩。
波动有波长，就像涟漪一个圈到下一个圈的距离。
频率呢，就是涟漪产生的快慢喽！声音不也是一种波动嘛，高音低音就是频率不一样导致的呀！
咱再说说振动和波动的联系，就好像两个好朋友。
振动可以引起波动呢！你敲一下鼓，鼓面振动了，声音就以波动的形式传出去啦！
“诶呀，那这些知识点到底有啥用啊？”你可能会这么问。
用处可大了去啦！以后你学好多东西都得靠它们呀！比如理解声波、光波，甚至无线电波！你不想知道手机信号是咋传的？可不就是靠波动嘛！
总之呀，高中物理的振动与波动知识点就像是一把打开科学大门的钥匙，超级重要的！咱可别小瞧它们，得好好学，才能在物理的世界里畅游无阻呀！同学们，加油吧！让我们把这些知识点都拿下！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
v0
A
由cos 0大小和sin0的符号决定0
[例1]
m
已知： k. m. h. 完全非弹性碰撞 求： T, A, 0 解：振动系统为（2 m, k)
h m
k
k ,
2m
T 2 2m
k
m
h
m x0
ov0
t0
k
x
以平衡位置为坐标原点，向下为正。 确定初始条件：
以物块和平板共同运动时刻为t=0
（3）总能量；
（4）物体在何处其动能和势能相等？
解 （1）
amax A 2
amax 20s1
A
T 2π 0.314s
（2）
Ek ,m a x
1 2
mvm2 ax
1 2
m 2 A2
2.0103 J
（3） E Ek,max 2.0103 J
（4） Ek Ep 时， Ep 1.0103 J
arctg( v0 ) x0
arc tg
kh
mg
[例2] 由振动曲线决定初相
（1）
cos 0
x0 A
0
x A v0
v0 A sin0 0 x0
t0
t
sin0 0
0
arccos
x0 A
为四象限角
（2）与相位为零的余弦函数比较
0
t0 T
2
t0
三. 旋转矢量法
思考：写出质点 m 以角速率 沿半径 A 的圆周
匀速运动的参数方程
ym
y
t 0
o
t0 A x
x
x Acos( t 0 ) y Asin( t 0 )
x、y 方向分运动均为简谐振动
建立旋转矢量
A
与谐振动的
对应关系
y
t 0
2
质点在x A 2处以速率v向 x方向运动
当
t
0
5
3
时：
x A, 2
v 3 A
2
质点在x A 2处以速率v向 x方向运动
x Acos( t 0 ); v A sin( t 0 )
(2) (t 0 ) 每变化 2 的整数倍，x、v重复
A
x02
v02
2
x
2
v2
2
3. 相位 t 0 , 初相0
相位是描述振动状态的物理量
(1) ( t 0 )与状态参量x，v有一一对应的关系
x Acos( t 0 ); v A sin( t 0 )
例：
当
t
0
3
时：
x A, 2
v 3 A
dt 曲线族称为相图，画出简谐振动的相图并理解其意义。
d2 x 2 x 对t积分：
dt 2
dx dt
2
2 x2
c1
(
dx dt
)2
x2
1
c1
C1
2
为椭圆曲线
相图为闭合曲线：显示出简谐振动的周期性，循环往复。
dx dt
o
x
x
T/2
o
v dx tg dt
均随时间周期性变化
由 x Acos( t 0 ) 得
v
dx dt
Asin(t
0
)
a
d2 x dt 2
A 2cos( t
0
)
av x
T4
3T 4
T2
t
o
0 0
1
T
一般情况： x Acos( t 0 )
x,v,a
t
T
思考: 由状态参量 x, v d x 为坐标变量作出的函数
8
。
§9.4 简谐振动的合成
一 两个同方向同频率简谐运动的合成
x1 A1 cos(t 1) x2 A2 cos(t 2 )
A2
A
x x1 x2
x Acos(t ) 0
x2 2 1
x1A1 x x
A A12 A22 2A1A2 cos(2 1)
tan A1 sin 1 A2 sin 2 A1 cos1 A2 cos2
两个同方向同频 率简谐运动合成 后仍为简谐运动
讨论 A A12 A22 2A1A2 cos(2 1)
1）相位差 2 1 2kπ (k 0，1， 2,)
xx
, A,0 : 简谐振动的特征量
积分常数
若某物理量满足*，则其运动方程可用时间 t 的正余
弦函数形式描述，并且 是决定于系统自身的常量，
则该物理量的变化过程就是简谐振动。(I,U,Q,E,B,T...)
振动量对时间的一阶导数和二阶导数也随时间周期性变化
3.
d x d2 x x, d t , d t2
o
x
旋转矢量 A 与谐振动的对应关系
简谐振动
振幅 角频率 初相 振动周期 相位 位移 速度 加速度
0
t 0
x Acos( t 0 )
v Asin( t 0 ) a A 2cos( t 0 )
旋转矢量法优点：
直观地表达谐振动的各特征量 便于解题,特别是确定初相 便于振动合成
Ek
1 2
mv2
1 2
m 2 A2
sin2 (t
)
Ep
1 2
k x2
1 2
k A2
cos2 (t
)
E
Ep
Ek
1 2
kA2
1 2
m 2 A2
1 2
m
2 m
线性回复力是保守力，作简谐运动的系统机械能守恒
x x=Acos ωt
0
t
T/4 3T/4
E
T/2
T
1 kA2
2
o
A1
o
A2
A
T
t
A A1 A2
2 1 2kπ
x ( A1 A2 ) cos(t )
A A12 A22 2A1A2 cos(2 1)
2）相位差 2 1 (2k 1)π (k 0，1,)
x1
x2
A1
A2
cost
A
Ae-βt
t
2
2
o
T
02 2 T0
-Ae-βt
阻尼越大，振幅衰减越快，周期越长。
(2) 过阻尼状态（阻尼较大）： β > ω0
x C e C e ( 2 02 )t 1
( 2 02 )t 2
振动不会发生，物体缓慢回到平衡位置。
Tt
思考：与振动过程和振动曲线如何对应？
振动曲线（x－t） 相图（v－x）
0－T/4 T/4 － T/2 T/2 －3 T/4 3T/4 － T
第4象限：x>0，v<0 第3象限：x<0，v<0 第2象限：x<0，v>0 第1象限：x>0，v>0
振动过程
正方向最大位移－平衡位置 平衡位置－负方向最大位移 负方向最大位移－平衡位置 平衡位置－正方向最大位移
由
Ep
1 2
k x2
1 2
m 2 x2
x2
2Ep
m 2
0.5104 m2
x 0.707cm
§9.2 阻尼振动
振动系统在阻尼力作用下，振幅（能量）不断减小的 振动称为阻尼振动。
阻尼的两种形式：摩擦阻尼、辐射阻尼。
振动物体速度不太大时，阻尼力与速度成正比。
f dx
二、特征量
1. 角频率 k m
是由系统本身决定的常数，与初始条件无关（固有角频率）
由谐振os[ (t T ) 0 ] Acos( t 0 )
T 2 周期
(t T ) 0 t 0 2
2
x0 v0
x0 A v0
x0 v0
3 2
x0 v0
0
由x.v 的符号确定 A 所在的象限
小结：简谐振动的三种描述
运动方程和振动曲线（正、余弦函数） 相图（椭圆曲线） 旋转矢量
周期性特征
四. 简谐振动的能量
以弹簧振子为例
F kx x Acos(t ) v A sin(t )
mg
x0
有：
k
0
m 2gh 2m v0
gh
v0
0 2
得： A
x02
v02
2
m2 g2 m gh m g
kh
k2
k
k
1 mg
m
h
m
x0
ov0
t0
k
x
又：
cos 0
x0 A
0
v0 A sin0 0
sin0 0
0 为三象限角
0
Ep
Ek
0
t
(1) Ek、Ep周期性变化的频率为简谐振动的两倍。
(2) 总机械能E=Ek+Ep=常量。