[高三物理机械振动的知识点] 大学物理机械振动和机械波知识点

合集下载

高中物理知识点之机械振动与机械波

高中物理知识点之机械振动与机械波

高中物理知识点之机械振动与机械波机械振动与机械波是高中物理中的重要知识点,涉及到物理学中的振动和波动的相关理论及应用。

下面将从机械振动的基本概念、机械振动的特性、机械波的传播和机械波的特性等方面进行详细介绍。

一、机械振动的基本概念机械振动是物体在作用力的驱动下沿其中一轴向或其中一平面上来回往复运动的现象。

常见的机械振动有单摆振动、弹簧振动等。

1.单摆振动:单摆是由一根细线或细杆悬挂的可以在竖直平面内摆动的物体。

摆动过程中,单摆的重心沿圆弧形轨迹在竖直平面内来回运动。

2.弹簧振动:弹簧振动是指将一端固定,另一端悬挂质点的弹簧在作用力的驱动下做往复振动的现象。

弹簧振动有线性振动和简谐振动两种形式。

二、机械振动的特性1.幅度:振动中物体运动的最大偏离平衡位置的距离。

2.周期:振动一次所需要的时间,记为T。

3.频率:振动在单位时间内所完成的周期数,记为f。

频率和周期之间的关系为f=1/T。

4.角频率:单位时间内振动角度的增量,记为ω。

角频率和频率之间的关系为ω=2πf。

5.相位:刻画振动状态的物理量。

任何时刻振动的状态都可由物体与参照物的相对位移和相对速度来描述。

三、机械波的传播机械波是指质点或介质在空间传播的波动现象。

按传播方向的不同,机械波可以分为纵波和横波。

1.纵波:波动传播的方向与波的传播方向一致。

纵波的传播特点是质点沿着波动方向做往复运动,如声波就是一种纵波。

2.横波:波动传播的方向与波的传播方向垂直。

横波的传播特点是质点沿波动方向做往复运动,如水波就是一种横波。

四、机械波的特性1.波长:波的传播方向上,相邻两个相位相同的点之间的距离。

记为λ。

2.波速:波的传播速度。

波速和频率、波长之间的关系为v=λf。

3.频率:波动现象中,单位时间内波的传输周期数。

记为f。

4.能量传递:机械波在传播过程中,能量从一个质点传递到另一个质点,并随着传播的距离逐渐减弱。

5.反射和折射:机械波在传播过程中,遇到不同介质的边界时会发生反射和折射现象。

机械振动和机械波知识点总结

机械振动和机械波知识点总结

机械振动和机械波知识点总结机械振动和机械波是力学中重要的研究对象,涵盖了许多基本的物理概念和理论。

本文将对机械振动和机械波的知识点进行总结和概述。

一、机械振动机械振动是指物体在作用力或外界激励下,围绕平衡位置做周期性的运动。

其基本概念和理论如下:1. 平衡位置和位移:机械振动的平衡位置是物体在受到作用力后不再发生位移的位置,位移则是指物体在振动过程中距离平衡位置的偏离量。

2. 振幅和周期:振幅是指物体在振动过程中位移的最大值,周期是指物体完成一个完整振动所需要的时间。

3. 频率和角速度:频率是指单位时间内振动的次数,通常用赫兹(Hz)来表示;角速度则是指单位时间内角位移的变化率,通常用弧度/秒来表示。

4. 谐振和简谐振动:谐振是指物体在受到与其固有振动频率相同的外力激励时产生的振动现象,简谐振动是一种特殊的谐振,其运动方式是由正弦函数所描述的。

二、机械波机械波是指由固体、液体、气体等介质传递的一种能量和动量的传播形式。

以下是机械波相关的知识点总结:1. 波的性质:波的振幅、频率、波速、波长是描述波的基本性质。

振幅是指波动的最大位移,波速是指波在介质中传播的速度,波长是指波动的最小周期。

2. 纵波和横波:根据传播方向和振动方向的关系,波可以分为纵波和横波。

纵波的振动方向与波的传播方向一致,横波的振动方向与波的传播方向垂直。

3. 声波和机械波:声波是一种机械波,是由介质分子振动引起的机械波。

声波的传播需要介质的存在,例如空气、水等。

4. 声速和音频:声速是指声波在介质中传播的速度,与介质的密度和弹性有关。

音频是指人类能够听到的声波的频率范围,通常在20Hz到20kHz之间。

三、振动和波的应用振动和波有着广泛的应用领域,以下是部分应用的概述:1. 振动传感器:振动传感器可以检测物体的振动状态,并将其转换为电信号输出。

其在机械故障监测、地震预警等领域有着重要作用。

2. 声纳技术:声纳技术利用声波在水中传播的特性,用于海洋勘探、潜艇探测等军事和民用领域。

高三物理 机械振动和机械波

高三物理 机械振动和机械波

高三物理机械振动和机械波知识要点:1、机械振动:物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧来回做往复运动,叫做机械振动。

机械振动产生的条件是:(1)回复力不为零。

(2)阻力很小。

使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力,回复力属于效果力,在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。

机械振动是高中阶段力学学习中最复杂的运动,所以本部分内容的高考大纲要求和学习方法与其他章节也有所区别。

2、简谐振动:在机械振动中最简单的一种理想化的振动。

对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解:(1)物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫做简谐振动。

(2)物体的振动参量,随时间按正弦或余弦规律变化的振动,叫做简谐振动,在高中物理教材中是以弹簧振子和单摆这两个特例来认识和掌握简谐振动规律的。

3、描述振动的物理量,研究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能等物理量以外,为适应振动特点还要引入一些新的物理量。

(1)位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。

位移是矢量,其最大值等于振幅。

(2)振幅A:做机械振动的物体离开平衡位置的最大距离叫做振幅,振幅是标量,表示振动的强弱。

振幅越大表示振动的机械能越大,做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。

(3)周期T:振动物体完成一次余振动所经历的时间叫做周期。

所谓全振动是指物体从某一位置开始计时,物体第一次以相同的速度方向回到初始位置,叫做完成了一次全振动。

(4)频率f:振动物体单位时间内完成全振动的次数。

(5)角频率 :角频率也叫角速度,即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。

引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时,发现质点射影做的是简谐振动。

因此处理复杂的简谐振动问题时,可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理,这种方法高考大纲不要求掌握。

周期、频率、角频率的关系是:T f Tf ===122,ωππ。

高中物理机械振动和机械波知识点

高中物理机械振动和机械波知识点

高中物理机械振动和机械波知识点机械振动和机械波是高中物理中一个重要的内容,下面将以1200字以上的篇幅详细介绍这两个知识点。

一、机械振动1.振动的定义及特点振动是指物体在平衡位置附近做往复运动的现象。

振动具有周期性、往复性和简谐性等特点。

2.物理量与振动的关系振动常涉及到的物理量有位移、速度、加速度、力等。

振动的物体在其中一时刻的位移与速度、加速度之间存在着相位差的关系。

3.简谐振动简谐振动是指振动物体的加速度与恢复力成正比,且方向相反。

简谐振动的周期、频率和角频率与振幅无关,只与振动系统的特性有关。

4.阻尼振动阻尼振动是指振动物体受到阻力的影响而逐渐减弱并停止的振动。

阻尼振动可以分为临界阻尼、过阻尼和欠阻尼三种情况。

5.受迫振动受迫振动是指振动物体受到外界周期力的作用而发生的振动。

当外力的频率与振动系统的固有频率相同时,产生共振现象。

6.驱动力与振幅的关系外力作用下,振动物体的振幅由驱动力的频率决定。

当驱动力的频率与振动物体的固有频率接近时,振幅达到最大值。

二、机械波1.波的定义及特点波是指能量或信息在空间中的传递。

波有传播介质,传播介质可以是固体、液体或气体。

波分为机械波和电磁波两种。

2.机械波的分类及特点机械波分为横波和纵波两种,它们的传播方向与介质振动方向有关。

横波的振动方向与波的传播方向垂直,而纵波的振动方向与波的传播方向平行。

3.波的传播速度波的传播速度与介质的性质和波的频率有关。

在同一介质中,传播速度与波长成正比,与频率成反比。

在不同介质中,波长相等时,传播速度与频率成正比。

4.波的反射、折射和干涉波在传播过程中会遇到障碍物或介质边界,导致发生反射和折射现象。

当波的传播路径中存在两个或多个波源时,会发生波的干涉现象。

5.波的衍射波在通过缝隙或物体边缘时会发生波的弯曲现象,这种现象称为波的衍射。

波的衍射现象是波动性质的重要表现之一6.声波的特点及应用声波是一种机械波,的传播媒质是物质的弹性介质。

高中物理-机械振动和机械波知识点汇总

高中物理-机械振动和机械波知识点汇总

机械振动和机械波1.简谐运动(1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动。

(2)简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置。

简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。

(3)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅。

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。

③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系,即T=1/f。

(4)简谐运动的图像①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹。

②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线。

③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。

2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系。

如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小,它的周期就都是T。

3.单摆:摆线的质量不计且不可伸长,摆球的直径比摆线的长度小得多,摆球可视为质点。

单摆是一种理想化模型。

(1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°。

(2)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力。

①在振幅很小的条件下,单摆的振动周期跟振幅无关。

②单摆的振动周期跟摆球的质量无关,只与摆长L和当地的重力加速度g 有关。

③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离,在某些变形单摆中,摆长L应理解为等效摆长,重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下,等效重力加速度g‘等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值)。

高考物理第六章机械振动和机械波知识点

高考物理第六章机械振动和机械波知识点

高考物理第六章机械振动和机械波知识点高考物理第六章机械振动和机械波知识点机械振动和机械波部分是高中物理的一大重要版块,学好这一部分对整个高中阶段物理的学习至关重要。

下面是店铺为大家精心推荐的机械振动和机械波知识点总结,希望能够对您有所帮助。

机械振动和机械波必背知识点一、机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫机械振动。

1、平衡位置:机械振动的中心位置;2、机械振动的位移:以平衡位置为起点振动物体所在位置为终点的有向线段;3、回复力:使振动物体回到平衡位置的力;(1)回复力的方向始终指向平衡位置;(2)回复力不是一重特殊性质的力,而是物体所受外力的合力;4、机械振动的特点:(1)往复性; (2)周期性;二、简谐运动:物体所受回复力的大小与位移成正比,且方向始终指向平衡位置的运动;(1)回复力的大小与位移成正比;(2)回复力的方向与位移的方向相反;(3)计算公式:F=-Kx;如:音叉、摆钟、单摆、弹簧振子;三、全振动:振动物体如:从0出发,经A,再到O,再到A/,最后又回到0的周期性的过程叫全振动。

例1:从A至o,从o至A/,是一次全振动吗?例2:振动物体从A/,出发,试说出它的一次全振动过程;四、振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离。

1、振幅用A表示;2、最大回复力F大=KA;3、物体完成一次全振动的路程为4A;4、振幅是表示物体振动强弱的物理量;振幅越大,振动越强,能量越大;五、周期:振动物体完成一次全振动所用的时间;1、T=t/n (t表示所用的总时间,n表示完成全振动的次数)2、振动物体从平衡位置到最远点,从最远点到平衡为置所用的时间相等,等于T/4;六、频率:振动物体在单位时间内完成全振动的次数;1、f=n/t;2、f=1/T;3、固有频率:由物体自身性质决定的频率;七、简谐运动的图像:表示作简谐运动的物体位移和时间关系的图像。

1、若从平衡位置开始计时,其图像为正弦曲线;2、若从最远点开始计时,其图像为余弦曲线;3、简谐运动图像的作用:(1)确定简谐运动的周期、频率、振幅;(2)确定任一时刻振动物体的位移;(3)比较不同时刻振动物体的速度、动能、势能的大小:离平衡位置跃进动能越大、速度越大,势能越小;(4)判断某一时刻振动物体的运动方向:质点必然向相邻的后一时刻所在位置运动4、作受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的`频率与其固有频率无关;物体发生共振的条件:物体的固有频率等于驱动力的频率;八、单摆:用一轻质细绳一端固定一小球,另一端固定在悬点的装置。

机械振动和机械波知识点复习及总结

机械振动和机械波知识点复习及总结

机械振动和机械波知识点复习一 机械振动知识要点1. 机械振动:物体(质点)在平衡位置附近所作的往复运动叫机械振动,简称振动条件:a 、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。

b 、阻力足够小。

回复力:效果力——在振动方向上的合力 平衡位置:物体静止时,受(合)力为零的位置: 运动过程中,回复力为零的位置(非平衡状态) 描述振动的物理量位移x (m )——均以平衡位置为起点指向末位置振幅A (m )——振动物体离开平衡位置的最大距离(描述振动强弱) 周期T (s )——完成一次全振动所用时间叫做周期(描述振动快慢) 全振动——物体先后两次运动状态(位移和速度)完全相同所经历的过程频率f (Hz )——1s 钟内完成全振动的次数叫做频率(描述振动快慢) 2. 简谐运动概念:回复力与位移大小成正比且方向相反的振动 受力特征:kx F -= 运动性质为变加速运动 从力和能量的角度分析x 、F 、a 、v 、E K 、E P 特点:运动过程中存在对称性平衡位置处:速度最大、动能最大;位移最小、回复力最小、加速度最小 最大位移处:速度最小、动能最小;位移最大、回复力最大、加速度最大✧ v 、E K 同步变化;x 、F 、a 、E P 同步变化,同一位置只有v 可能不同3. 简谐运动的图象(振动图象)物理意义:反映了1个振动质点在各个时刻的位移随时间变化的规律 可直接读出振幅A ,周期T (频率f ) 可知任意时刻振动质点的位移(或反之) 可知任意时刻质点的振动方向(速度方向) 可知某段时间F 、a 等的变化4. 简谐运动的表达式:)2sin(φπ+=t TA x 5. 单摆(理想模型)——在摆角很小时为简谐振动回复力:重力沿切线方向的分力 周期公式:glT π2= (T 与A 、m 、θ无关——等时性) 测定重力加速度g,g=224T Lπ 等效摆长L=L 线+r6. 阻尼振动、受迫振动、共振阻尼振动(减幅振动)——振动中受阻力,能量减少,振幅逐渐减小的振动 受迫振动:物体在外界周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。

机械振动和机械波知识点总结

机械振动和机械波知识点总结

机械振动和机械波知识点总结一、机械振动的基本概念1.简谐振动:具有恢复力的物体围绕平衡位置作周而复始的往复运动,其运动规律满足简谐振动的规律。

2.振幅:振动的最大偏离量,表示振动的幅度大小。

3.周期:振动完成一次往复运动所经历的时间。

4.频率:单位时间内振动的循环次数。

5.角频率:单位时间内振动的循环角度。

6.动能和势能:振动物体在做往复运动过程中,动能和势能不断转化。

7.谐振:当外力与物体的振动频率相同时,产生共振现象,能量传递效率最高。

二、机械振动的描述方法1.运动方程:描述物体随时间变化的位置。

2.振动曲线:以时间为横轴,位置或速度为纵轴,绘制出的曲线。

3.波形图:以距离为横轴,垂直方向的位移、压强或密度为纵轴,绘制出的曲线。

三、机械振动的特性1.振动的幅度、周期和频率可以通过测量来确定。

2.振动的速度和加速度随时间变化而变化,速度与位置之间呈正弦关系,加速度与位置之间呈负弦关系。

3.振动的能量在物体各个部分之间以波动形式传递,不断发生能量转化。

4.振动物体的相对稳定位置是平衡位置,物体相对平衡位置的偏离量越大,能量传递越快,振幅越大。

四、机械波的基本概念1.机械波是一种能量的传递方式,通过介质中的相互作用使得能量沿介质传播。

2.波的传播速度与介质的性质有关,弹性固体中传播速度最大,液体次之,气体最小。

3.机械波分为横波和纵波。

横波的传播方向与振动方向垂直,如水波;纵波的传播方向与振动方向一致,如声波。

五、机械波的描述方法1.波的频率、波长和传播速度之间存在关系:波速=频率×波长。

2.波谱分析:将波的复杂振动分解成一系列简单谐波的叠加。

3.波的传播可分为反射、折射、干涉、衍射和驻波等现象。

六、机械波的特性1.超前传播:波的传播速度比振动速度快。

2.波的干涉:两个波相遇时,根据叠加原理,产生增强或减弱的效果。

3.波的衍射:波通过孔隙或物体边缘时发生的现象。

4.驻波:两个等幅、频率相同的波在空间中相遇,发生干涉,形成波节和波腹。

机械振动和机械波知识点总结(最新整理)

机械振动和机械波知识点总结(最新整理)

机械振动和机械波一、知识结构二、重点知识回顾1机械振动(一)机械振动物体(质点)在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动,物体能够围绕着平衡位置做往复运动,必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。

回复力是以效果命名的力,它可以是一个力或一个力的分力,也可以是几个力的合力。

产生振动的必要条件是:a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。

b、阻力足够小。

(二)简谐振动1. 定义:物体在跟位移成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。

简谐振动是最简单,最基本的振动。

研究简谐振动物体的位置,常常建立以中心位置(平衡位置)为原点的坐标系,把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。

因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比,方向跟位移相反的回复力作用下的振动,即F=-k x,其中“-”号表示力方向跟位移方向相反。

2. 简谐振动的条件:物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比,方向跟位移方向相反的回复力作用。

3. 简谐振动是一种机械运动,有关机械运动的概念和规律都适用,简谐振动的特点在于它是一种周期性运动,它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能(重力势能和弹性势能)都随时间做周期性变化。

(三)描述振动的物理量,简谐振动是一种周期性运动,描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。

1. 振幅:振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,常用字母“A ”表示,它是标量,为正值,振幅是表示振动强弱的物理量,振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小,简谐振动在振动过程中,动能和势能相互转化而总机械能守恒。

2. 周期和频率,周期是振子完成一次全振动的时间,频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。

振动的周期T 跟频率f 之间是倒数关系,即T=1/f 。

振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量,简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的,与振幅无关,所以又叫固有周期和固有频率。

(四)单摆:摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。

(完整版)机械振动和机械波知识点总结

(完整版)机械振动和机械波知识点总结

机械振动考点一简谐运动的描述与规律1. 机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动,简称振动。

回复力是指振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力。

回复力是产生振动的条件,它使物体总是在平衡位置附近振动。

它属于效果力,其效果是使物体再次回到平衡位置。

回复力可以是某一个力,也可以是几个力的合力或某个力的分力。

平衡位置是指物体所受回复力为零的位置!2. 简谐运动: 物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。

简谐运动属于最简单、最基本的振动形式,其振动过程关于平衡位置对称,是一种周期性的往复运动。

例如弹簧振子、单摆。

注: (1)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量.②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,它表示振动的强弱.③周期T 和频率f:物体完成一次全振动所需的时间叫做周期,而频率则等于单位时间内完成全振动的次数.它们是表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系:T=1/f.(2) 简谐运动的表达式①动力学表达式:F =-kx,其中“-”表示回复力与位移的方向相反.②运动学表达式:x=Asin (ωt+φ),其中A 代表振幅,ω=2πf 表示简谐运动的快慢,(ωt+φ)代表简谐运动的相位,φ叫做初相.(可借助于做匀速圆周运动质点在水平方向的投影理解)(3) 简谐运动的运动规律回复力、加速度增大速度、动能减小①变化规律:位移增大时机械能守恒势能增大振幅、周期、频率保持不变注意:这里所说的周期、频率为固有周期与固有频率,由振动系统本身构造决定。

振幅是反映振动强弱的物理量,也是反映振动系统所具备能量多少的物理量。

②对称规律:I 、做简谐运动的物体,在关于平衡位置对称的两点,回复力、位移、加速度具有等大反向的关系,另外速度的大小、动能具有对称性,速度的方向可能相同或相反.II 、振动物体来回通过相同的两点间的时间相等,如t BC=t CB;振动物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等,如t BC=t B′C′,③运动的周期性特征:相隔T 或nT 的两个时刻振动物体处于同一位置且振动状态相同. 注意:做简谐运动的物体在一个周期内的路程大小一定为4A,半个周期内路程大小一定为2A ,四分之一个周期内路程大小不一定为 A 。

高三物理机械振动和机械波知识点总结

高三物理机械振动和机械波知识点总结

3. 描述简谐运动的物理量(1)位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅。

(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。

(3)周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系,即T=1/f。

4. 简谐运动的图像(1)意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹。

(2)特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线。

(3)应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。

二、弹簧振子定义:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系。

如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小,它的周期就都是T。

三、单摆1. 定义:摆线的质量不计且不可伸长,摆球的直径比摆线的长度小得多,摆球可视为质点。

单摆是一种理想化模型。

2. 单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°。

3. 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力。

4. 作简谐运动的单摆的周期公式为:T=2π(1)在振幅很小的条件下,单摆的振动周期跟振幅无关。

(2)单摆的振动周期跟摆球的质量无关,只与摆长L和当地的重力加速度g有关.(3)摆长L是指悬点到摆球重心间的距离,在某些变形单摆中,摆长L 应理解为等效摆长,重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下,等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值)。

四、受迫振动1. 受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。

2. 受迫振动的特点:受迫振动稳定时,系统振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关。

3. 共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时,振动物体的振幅最大,这种现象叫做共振。

最新高中物理选修3-4机械振动-机械波-光学知识点(好全)

最新高中物理选修3-4机械振动-机械波-光学知识点(好全)

机械振动一、基本概念1.机械振动:物体(或物体一部分)在某一中心位置附近所做的往复运动2.回复力F :使物体返回平衡位置的力,回复力是根据效果(产生振动加速度,改变速度的大小,使物体回到平衡位置)命名的,回复力总指向平衡位置,回复力是某几个性质力沿振动方向的合力或是某一个性质力沿振动方向的分力。

(如①水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力;②竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力;③单摆的回复力是摆球所受重力在圆周切线方向的分力,不能说成是重力和拉力的合力)3.平衡位置:回复力为零的位置(物体原来静止的位置)。

物体振动经过平衡位置时不一定处于平衡状态即合外力不一定为零(例如单摆中平衡位置需要向心力)。

4.位移x :相对平衡位置的位移。

它总是以平衡位置为始点,方向由平衡位置指向物体所在的位置,物体经平衡位置时位移方向改变。

5.简谐运动:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简谐运动。

(1)动力学表达式为:F = -kxF=-kx 是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。

凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件;反之,只要沿振动方向的合力满足该条件,那么该振动一定是简谐运动。

(2)运动学表达式:x =A sin(ωt +φ)(3)简谐运动是变加速运动.物体经平衡位置时速度最大,物体在最大位移处时速度为零,且物体的速度在最大位移处改变方向。

(4)简谐运动的加速度:根据牛顿第二定律,做简谐运动的物体指向平衡位置的(或沿振动方向的)加速度mkx a -=.由此可知,加速度的大小跟位移大小成正比,其方向与位移方向总是相反。

故平衡位置F 、x 、a 均为零,最大位移处F 、x 、a 均为最大。

(5)简谐运动的振动物体经过同一位置时,其位移大小、方向是一定的,而速度方向不一定。

(6)简谐运动的对称性①瞬时量的对称性:做简谐运动的物体,在关于平衡位置对称的两点,回复力、位移、加速度具有等大反向的关系.速度的大小、动能也具有对称性,速度的方向可能相同或相反。

机械振动和机械波知识点总结分析

机械振动和机械波知识点总结分析

机械振动和机械波一、知识结构二、重点知识回顾1机械振动(一)机械振动物体(质点)在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动,物体能够围绕着平衡位置做往复运动,必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。

回复力是以效果命名的力,它可以是一个力或一个力的分力,也可以是几个力的合力。

产生振动的必要条件是:a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。

b、阻力足够小。

(二)简谐振动1. 定义:物体在跟位移成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。

简谐振动是最简单,最基本的振动。

研究简谐振动物体的位置,常常建立以中心位置(平衡位置)为原点的坐标系,把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。

因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比,方向跟位移相反的回复力作用下的振动,即F=-k x,其中“-”号表示力方向跟位移方向相反。

2. 简谐振动的条件:物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比,方向跟位移方向相反的回复力作用。

3. 简谐振动是一种机械运动,有关机械运动的概念和规律都适用,简谐振动的特点在于它是一种周期性运动,它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能(重力势能和弹性势能)都随时间做周期性变化。

(三)描述振动的物理量,简谐振动是一种周期性运动,描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。

1. 振幅:振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,常用字母“A ”表示,它是标量,为正值,振幅是表示振动强弱的物理量,振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小,简谐振动在振动过程中,动能和势能相互转化而总机械能守恒。

2. 周期和频率,周期是振子完成一次全振动的时间,频率是一秒钟振子完成全振动的次数。

振动的周期T 跟频率f 之间是倒数关系,即T=1/f 。

振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量,简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的,与振幅无关,所以又叫固有周期和固有频率。

(四)单摆:摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。

机械振动和机械波知识点总结分析

机械振动和机械波知识点总结分析

机械振动和机械玻二、识回顾1机械振朋(一)机植振动物体(质点)在杲一屮心位置两侧所做的住复运动就叫做机植按动,物体能協围绕着平衡位 置做往貝运动,必然受到使它能場回到平飯位置的力即回复力。

回复力是以效果命白的力, 它可以是一f 力或一f 力的分力,也可H 是几个力的合力。

产生振动的必要条件是:a 、物体离开平ffiEi 后要受到回复力作用。

b 、KI 力足够小。

(二)简谐振动1. 定义:物体在服位移成正比,并且总是指向平働位置的回复力作用下的振动叫简iS 振动。

简谧娠朋是晟简单,最星本的"。

研究简谐按动物U 的位置,常常建立以屮心位置(平S ) 位置)力原点的坐标系,把物体的位移定义力物体倫离开坐标原点的位務。

因此简讹振动也 可说是物U 在眼位務大小成正比,方向服位移柑反的回复力作用卞的振动,即F=・k 儿其中 w 号表示力方向跟位務方向Mfio2. 简谐振动的条件:物体必须受到大小眼离开平働位置的位移成正比,方向跟位移方向相反 的回貝力作用。

3. 简诰振动是一种机械运动,有关机檢运动的闵念相规律都适用,简皓娠动的特点在干它是 一种周期性运动,它的位移、回貝力、速.度、加速厦以及朋能和势能(巫力势能相樨11势能) SffiNFO 周期性变化。

一、知识给构ill 戒 振 动 -X 机 械 波 4波形、图象 严波的干涉描写物理量 波的衍射 波动特征 周期、频率卜I(三)描述娠动的物理量,简谐按动是一种周期性运动,描述系竦的整体的振动情况常引人下面几个物理量。

1. 掾帽:振幅是捺动物U离开平画位置的最大卽离,常用字母"A”表示,它是标量,为正值,振幅是表示振动強弱的物理量,振編的大小表示了板动系统总«1植能的大小,简谐振动在振別过程中,朋能利势能相互转化而忠机植能守恒。

2. 周期和频率,周期是振子完成一次全振动的时间,頻率是一枚外掾子芫成全掾动的次数。

按动的周期T眼顺率/之间是倒数关系,R0T=1/^掠动的周期和顺率那是描述按动快慢的物卑量,简iOxh的周期和频率是由振动物体本身11喷决定的,与掠幅无关,所£12叫固有周期和囿有频率。

高考物理知识点之机械振动与机械波

高考物理知识点之机械振动与机械波

精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!高考物理知识点之机械振动与机械波考试要点基本概念一、简谐运动的基本概念1.定义物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简谐运动。

表达式为:F= -kx(1)简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。

也就是说,在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。

(2)回复力是一种效果力。

是振动物体在沿振动方向上所受的合力。

(3)“平衡位置”不等于“平衡状态”。

平衡位置是指回复力为零的位置,物体在该位置所受的合外力不一定为零。

(如单摆摆到最低点时,沿振动方向的合力为零,但在指向悬点方向上的合力却不等于零,所以并不处于平衡状态)(4)F=-kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。

凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件;反之,只要沿振动方向的合力满足该条件,那么该振动一定是简谐运动。

2.几个重要的物理量间的关系要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻(或某一位置)的位移x、回复力F、加速度a、速度v这四个矢量的相互关系。

(1)由定义知:F∝x,方向相反。

(2)由牛顿第二定律知:F∝a,方向相同。

(3)由以上两条可知:a∝x,方向相反。

(4)v 和x 、F 、a 之间的关系最复杂:当v 、a 同向(即 v 、 F 同向,也就是v 、x 反向)时v 一定增大;当v 、a 反向(即 v 、 F 反向,也就是v 、x 同向)时,v 一定减小。

3.从总体上描述简谐运动的物理量振动的最大特点是往复性或者说是周期性。

因此振动物体在空间的运动有一定的范围,用振幅A 来描述;在时间上则用周期T 来描述完成一次全振动所须的时间。

(1)振幅A 是描述振动强弱的物理量。

(一定要将振幅跟位移相区别,在简谐运动的振动过程中,振幅是不变的而位移是时刻在改变的)(2)周期T 是描述振动快慢的物理量。

(频率f =1/T 也是描述振动快慢的物理量)周期由振动系统本身的因素决定,叫固有周期。

机械振动及机械波知识点(全)讲解

机械振动及机械波知识点(全)讲解

简谐运动及其图象知识点一:弹簧振子(一)弹簧振子如图,把连在一起的弹簧和小球穿在水平杆上,弹簧左端固定在支架上,小球可以在杆上滑动。

小球滑动时的摩擦力可以,弹簧的质量比小球的质量得多,也可忽略。

这样就成了一个弹簧振子。

注意:(1)小球原来的位置就是平衡位置。

小球在平衡位置附近所做的往复运动,是一种机械振动。

(2)小球的运动是平动,可以看作质点。

(3)弹簧振子是一个不考虑阻力,不考虑弹簧的,不考虑振子(金属小球)的的化的物理模型。

(二)弹簧振子的位移——时间图象(1)振动物体的位移是指由位置指向_的有向线段,可以说某时刻的位移。

说明:振动物体的位移与运动学中位移的含义不同,振子的位移总是相对于位置而言的,即初位置是位置,末位置是振子所在的位置。

(2)振子位移的变化规律曲线。

知识点二:简谐运动(一)简谐运动如果质点的位移与时间的关系遵从函数的规律,即它的振动图象(x-t图象)是一条正弦曲线,这样的振动,叫做简谐运动。

简谐运动是机械振动中最简单、最基本的振动。

弹簧振子的运动就是简谐运动。

(二)描述简谐运动的物理量(1)振幅(A)振幅是指振动物体离开位置的距离,是表征振动强弱的物理量。

一定要将振幅跟位移相区别,在简谐运动的振动过程中,振幅是变的,而位移是时刻在变的。

(2)周期(T)和频率(f)振动物体完成一次所需的时间称为周期,单位是秒(s);单位时间内完成的次数称为频率,单位是赫兹(H Z)。

周期和频率都是描述振动快慢的物理量。

周期越小,频率越大,表示振动得越快。

周期和频率的关系是:(3)相位(φ)相位是表示物体振动步调的物理量,用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。

(三)固有周期、固有频率任何简谐运动都有共同的周期公式:2T=m是振动物体的,k是回复力系数,对弹簧振子来说k为弹簧的系数。

对一个确定的简谐运动系统来说,m和k都是恒量,所以T和f也是恒量,也就是说简谐运动的周期只由本身的特性决定,与振幅关,只由振子质量和回复力系数决定。

高中物理机械振动、机械波知识要点

高中物理机械振动、机械波知识要点

高中物理机械振动、机械波知识要点1、简谐运动、振幅、周期和频率的概念(1)简谐运动:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。

特征是:,。

(2)简谐运动的规律:①在平衡位置:速度最大、动能最大、动量最大;位移最小、回复力最小、加速度最小。

②在离开平衡位置最远时:速度最小、动能最小、动量最小;位移最大、回复力最大、加速度最大。

③振动中的位移x都是以平衡位置为起点的,方向从平衡位置指向末位置,大小为这两位置间的直线距离。

加速度与回复力、位移的变化一致,在两个“端点”最大,在平衡位置为零,方向总是指向平衡位置。

(3)振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。

它是描述振动强弱的物理量。

它是标量。

(4)周期T和频率f:振动物体完成一次全振动所需的时间称为周期T,它是标量,单位是秒;单位时间内完成的全振动的次数称为振动频率,单位是赫兹(Hz)。

周期和频率都是描述振动快慢的物理量,它们的关系是:T=1/f。

2、单摆的概念(1)单摆的概念:在细线的一端拴一个小球,另一端固定在悬点上,线的伸缩和质量可忽略,线长远大于球的直径,这样的装置叫单摆。

(2)单摆的特点:①单摆是实际摆的理想化,是一个理想模型;②单摆的等时性,在振幅很小的情况下,单摆的振动周期与振幅、摆球的质量等无关;③单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供,当最大摆角时,单摆的振动是简谐运动,其振动周期T=。

(3)单摆的应用:①计时器;②测定重力加速度g,g=。

3、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,其振动频率和固有频率无关,等于驱动力的频率;受迫振动是等幅振动,振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充,维持其做等幅振动。

(2)共振:①共振现象:在受迫振动中,驱动力的频率和物体的固有频率相等时,振幅最大,这种现象称为共振。

②产生共振的条件:驱动力频率等于物体固有频率。

机械振动和机械波知识点的归纳

机械振动和机械波知识点的归纳

机械振动和机械波知识点的归纳一、简谐运动1、定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动,又称简谐振动。

2、简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置。

简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。

3. 描述简谐运动的物理量(1)位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅。

(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。

(3)周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系,即T=1/f。

4. 简谐运动的图像(1)意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹。

(2)特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线(3)应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况二、弹簧振子定义:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系。

如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小,它的周期就都是T。

三、单摆1. 定义:摆线的质量不计且不可伸长,摆球的直径比摆线的长度小得多,摆球可视为质点。

单摆是一种理想化模型。

2. 单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°。

3. 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力。

4. 作简谐运动的单摆的周期公式为:T=2π(1)在振幅很小的条件下,单摆的振动周期跟振幅无关。

(2)单摆的振动周期跟摆球的质量无关,只与摆长L和当地的重力加速度g 有关.(3)摆长L是指悬点到摆球重心间的距离,在某些变形单摆中,摆长L应理解为等效摆长,重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下,等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值)。

机械振动和机械波知识点

机械振动和机械波知识点

机械振动和机械波一、什么是机械振动机械振动是指机械系统的动力学行为,是指机械系统内部的物理变化,其中包括机械系统的位移、速度和加速度的变化。

机械振动是机械系统的一种动态特性,它可以反映机械系统的动力学状态。

二、机械振动的类型机械振动可以分为简谐振动、非简谐振动、混沌振动等。

1. 简谐振动简谐振动是指振动的频率和振幅是定值,振动的方向和位置是定值,振动的周期是定值,振动的形状是定值的振动。

简谐振动的特点是振动的频率、振幅、方向和位置都是定值,振动的周期和形状也是定值,振动的运动轨迹是定值的曲线。

2. 非简谐振动非简谐振动是指振动的频率、振幅、方向和位置都不是定值,振动的周期和形状也不是定值,振动的运动轨迹不是定值的曲线。

非简谐振动的特点是振动的频率、振幅、方向和位置都是变化的,振动的周期和形状也是变化的,振动的运动轨迹也是变化的曲线。

3. 混沌振动混沌振动是指振动的频率、振幅、方向和位置都是变化的,振动的周期和形状也是变化的,振动的运动轨迹也是变化的曲线,但是振动的运动轨迹是一种不可预测的混沌运动轨迹。

三、什么是机械波机械波是指机械系统内部的物理变化,是一种振动的波形,它可以反映机械系统的动力学行为。

机械波可以分为空气波、液体波、地壳波等。

1. 空气波空气波是指由空气中的振动产生的波,它的特点是波的传播速度比较快,波的频率也比较高,波的振幅也比较大。

空气波的运动轨迹是一个椭圆形的曲线,它们可以用来传播声音、光、热、电等信号。

2. 液体波液体波是指由液体中的振动产生的波,它的特点是波的传播速度比较慢,波的频率也比较低,波的振幅也比较小。

液体波的运动轨迹是一个圆形的曲线,它们可以用来传播液体中的物质。

3. 地壳波地壳波是指由地壳中的振动产生的波,它的特点是波的传播速度比较慢,波的频率也比较低,波的振幅也比较小。

地壳波的运动轨迹是一个圆形的曲线,它们可以用来传播地壳中的物质。

四、机械振动和机械波的应用机械振动和机械波在工程中有着广泛的应用,它们可以用来检测机械系统的动力学状态,以及检测机械系统的可靠性和可靠性。

机械振动和机械波知识点总结

机械振动和机械波知识点总结

机械振动和机械波1机械振动(一)机械振动物体(质点)在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动,物体能够围绕着平衡位置做往复运动,必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。

回复力是以效果命名的力,它可以是一个力或一个力的分力,也可以是几个力的合力。

产生振动的必要条件是:a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。

b、阻力足够小。

(二)简谐振动1. 定义:物体在跟位移成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。

简谐振动是最简单,最基本的振动。

研究简谐振动物体的位置,常常建立以中心位置(平衡位置)为原点的坐标系,把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。

因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比,方向跟位移相反的回复力作用下的振动,即F=-k x,其中“-”号表示力方向跟位移方向相反。

2. 简谐振动的条件:物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比,方向跟位移方向相反的回复力作用。

3. 简谐振动是一种机械运动,有关机械运动的概念和规律都适用,简谐振动的特点在于它是一种周期性运动,它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能(重力势能和弹性势能)都随时间做周期性变化。

(三)描述振动的物理量,简谐振动是一种周期性运动,描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。

1. 振幅:振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,常用字母“A”表示,它是标量,为正值,振幅是表示振动强弱的物理量,振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小,简谐振动在振动过程中,动能和势能相互转化而总机械能守恒。

2. 周期和频率,周期是振子完成一次全振动的时间,频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。

振动的周期T跟频率f之间是倒数关系,即T=1/f。

振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量,简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的,与振幅无关,所以又叫固有周期和固有频率。

(四)单摆:摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。

  1. 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. 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. 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)。

[高三物理机械振动的知识点] 大学物理机械振动和机械波知识点
1.简谐振动F=-kx {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}
2.单摆周期T=2(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角100;lr}
3.受迫振动频率特点:f=f驱动力
4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用〔见第一册P175〕
5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕
6.波速v=s/t=f=/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}
7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)
8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大
9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)
10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小〔见第二册P21〕}
注:
(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身;
(2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处,减弱区则是波峰与波谷相遇处;
(3)波只是传播了振动,介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式;
(4)干涉与衍射是波特有的;
(5)振动图象与波动图象;
(6)其它相关内容:超声波及其应用。

上文就是物理网给您带来的高三物理知识点,希望可以更好的帮助到您!!
感谢您的阅读!。

相关文档
最新文档