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总结
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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。
高中物理知识点分类归纳-机械振动和机械波
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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.(3①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).4.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.共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率..5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波.(1)机械波产生的条件:①波源;②介质(2)机械波的分类①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷).②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.[注意]气体、液体、固体都能传播纵波,但气体、液体不能传播横波.(3)机械波的特点①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移.②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.6.波长、波速和频率及其关系(1)波长:两个相邻的且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.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长.(2)波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定,与波源无关.(3)频率:波的频率始终等于波源的振动频率,与介质无关.(4)三者关系:v=λf7.★波动图像:表示波的传播方向上,介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时,它在介质中形成简谐波,其波动图像为正弦或余弦曲线.(1)由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅(注意单位).②从图像可以直接读出波长(注意单位).③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向)④在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置)(2)波动图像与振动图像的比较:振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向所有的质点研究内容一个质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 图象变化 随时间推移图象延续,但已有形状不变 随时间推移,图象沿传播方向平移一个完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长 8.波动问题多解性 波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因.若题目假设一定的条件,可使无限系列解转化为有限或惟一解9.波的衍射波在传播过程中偏离直线传播,绕过障碍物的现象.衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异.波发生明显衍射现象的条件是:障碍物(或小孔)的尺寸比波的波长小或能够与波长差不多.10.波的叠加几列波相遇时,每列波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,任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和.两列波相遇前、相遇过程中、相遇后,各自的运动状态不发生任何变化,这是波的独立性原理.11.波的干涉: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互间隔的现象,叫波的干涉.产生干涉现象的条件:两列波的频率相同,振动情况稳定.[注意]①干涉时,振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的,加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和,减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.②两列波在空间相遇发生干涉,两列波的波峰相遇点为加强点,波峰和波谷的相遇点是减弱的点,加强的点只是振幅大了,并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了,也并非任一时刻的位移都最小. 如图若S1、S2为振动方向同步的相干波源,当PS 1-PS 2=n λ时,振动加强;当PS 1-PS 2=(2n+1)λ/2时,振动减弱。
机械振动和机械波知识点
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机械振动和机械波知识点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,留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、势能的变化状况。
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行伸长,摆球的直径比摆线的长度小得多,摆球可视为质点。
单摆是一种抱负化模型。
(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(一般状况下,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复习
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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、动量最大;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、动量最小;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:gl T π2= (T 与A 、m 、θ无关——等时性) ➢ 测定重力加速度g,g=224T L π 等效摆长L=L 线+r 6. 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。
高考物理第六章机械振动和机械波知识点
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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
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机械振动和机械波知识点复习及总结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:运动性质为变加速运动从力和能量的角度分析x、F、a、v、EK、EP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、EK同步变化;x、F、a、EP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: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:(T与A、m、θ无关等时性)测定重力加速度g,g= 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。
特点:共振:物体在受迫振动中,当驱动力的频率跟物体的固有频率相等的时候,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振条件:(共振曲线)【习题演练一】1 一弹簧振子在一条直线上做简谐运动,第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同,那么,下列说法正确的是()A、振子在M、N两点受回复力相同B、振子在M、N两点对平衡位置的位移相同C、振子在M、N两点加速度大小相等D、从M点到N点,振子先做匀加速运动,后做匀减速运动2 如图所示,一质点在平衡位置O点两侧做简谐运动,在它从平衡位置O出发向最大位移A处运动过程中经0、15s第一次通过M 点,再经0、1s第2次通过M点。
机械振动和机械波知识点复习及总结
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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
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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)
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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。
机械振动和机械波知识点总结分析
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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。
机械振动机械波知识点汇总
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2 A A12 A2 2 A1 A2 cos
A A1 A2 2k (2k 1) A A1 A2
干涉加强,相干相长
干涉减弱,相干相消
三、波的干涉规律
3.波的干涉加强减弱条件
2 A A12 A2 2 A1 A2 cos
S1
y
y A cos(t 0 )
一般波形图描述任意位置质点在t=0时刻偏 离平衡位置的位移情况
二、振动能量与波的能量
1.简谐振动的能量特征:机械能守恒
1 2 E Ek EP kA 2 1 2 EP kx 2
2. 波的能量特征: 波线上各质元能量不守恒,动能与势能同步变化。 即波线上某质元的动能与势能同时达到最大值,同时 达到最小值。
4)半波损失:正入射;由波疏介质向波密介质入射;在 反射波上发生π的相位突变,好像少走了λ /2的距离。
THE END
Ek E EP
三、波的干涉规律
1.相干条件:频率相同、振动方向一致、相遇点相位差恒定 2.惠更斯原理与波的叠加原理 1)惠更斯原理:波阵面上各点都是新的子波源; 某时刻子波的包迹形成新的波阵面。 2)波的叠加原理:波的叠加是相遇点质元振动的合成; 相遇后两列波互不影响。
3.波的干涉加强减弱条件
机械振动机械波
一、波函数的计算——待定系数法 1.基本概念
2 振幅A,角频率 ,周期T,波长 ,波速 u T T
相位 ,相位差
2 1
2 x
波线上相距 x 两质元间的相位差为 某质点在不同时刻的相位差为
t
2.波函数的计算方法
3.振动曲线与波形图
1)振动曲线(y-t图) ①可确定振幅A和周期T ②可确定t=0时刻质点的 位置和速度的正负 2)波形曲线(y-x图) ①可确定振幅A和波长 ②可确定t=0时刻原点处 质点的位置,速度的 正负(依据下一时刻 波形图)
高中物理-【机械波与机械振动】知识点总结
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103(4)简谐运动的两种模型 模型弹簧振子单摆示意图简谐 运动 条件①弹簧质量可忽略 ②无摩擦等阻力 ③在弹簧弹性限度内①摆线为不可伸缩的轻细线 ②无空气等的阻力 ②最大摆角小于10° 回复力弹簧的弹力提供F=kx 摆球重力沿切向的分力 F 回=-mg sin θ=-mg lx 平衡 位置弹簧处于原长处最低点周期与振幅无关T =2πL g L 为摆长,表示从悬点到摆球重心的距离。
简谐运动的特点受力 特征 回复力F =-kx ,F (或a )的大小与x 的大小成正比,方向相反运动 特征 靠近平衡位置时,a 、F 、x 都减小,v 增大;远离平衡位置时,a 、F 、x 都增大,v 减小能量 特征振幅越大,能量越大。
在运动过程中,系统的动能和势能相互转化,机械能守恒选修3-4 周期性特征质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化,变化周期就是简谐运动的周期T;动能和势能也随时间做周期性变化,其变化周期为T2对称性特征关于平衡位置O对称的两点,速度的大小、动能、势能相等,相对平衡位置的位移大小相等;由对称点到平衡位置O用时相等2.简谐运动的公式和图象(1)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。
(2)简谐运动的图象①从平衡位置开始计时,函数表达式为x=Asinωt,图象如图甲所示。
②从最大位移处开始计时,函数表达式为x=Acosωt,图象如图乙所示。
(3)根据简谐运动图象可获取的信息①振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示)。
②某时刻振动质点离开平衡位置的位移。
③某时刻质点速度的大小和方向:曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向,速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定。
机械振动及机械波知识点(全)讲解
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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。
(完整版)机械振动和机械波知识点总结
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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 =A sin (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①变化规律:位移增大时⎩⎪⎨⎪⎧回复力、加速度增大⎭⎬⎫速度、动能减小势能增大机械能守恒振幅、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 。
机械振动和机械波知识点的归纳
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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)。
机械振动与机械波的复习提要
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ω t+ϕ0
o
ω
ϕ0
0 X
x
r 分析:匀速旋转的矢量 A的矢端速度在坐标轴上的投影? 分析: 的矢端速度在坐标轴上的投影?
1、表示一特定的简谐振动的速度。 、表示一特定的简谐振动的速度。 2、振动质点位于上半圆时:V<0 、振动质点位于上半圆时: 位于下半圆时:v>0 位于下半圆时:
r A
若两分振动反相: 若两分振动反相:
两分振动相互加强
ϕ20 −ϕ10 = ±( 2k + 1 )π
A = A − A2 1
两分振动相互减弱
k = 0,1,2,L
如 A1=A2 , 则 A=0
用旋转矢量表示相位关系
ω
v A2
同相
v A 1
x
反相
ω
ω
v A2
v A 1
v A2
x
v A 1
x
二. 同方向不同频率简谐振动的合成 分振动
2 ω2 +ω1
2
)t
)t
随t 快变
合振动可看作振幅缓变的简谐振动
机械波的复习提要 一、基本概念 1、机械波:机械振动在弹性煤质中的传播称为机械波。 、机械波:机械振动在弹性煤质中的传播称为机械波。 形成机械波必须有波源(振动物体)和弹性媒质。 形成机械波必须有波源(振动物体)和弹性媒质。 2、横波和纵波: 、横波和纵波: 质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫做横波。 质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫做横波。 两者相互平行的波叫纵波。 两者相互平行的波叫纵波。 各种复杂的波都可以分成横波和纵波来分别处理。 各种复杂的波都可以分成横波和纵波来分别处理。 3、平面波和球面波: 、平面波和球面波: 波面为平面的波称为平面波。 波面为平面的波称为平面波。 点波源的波面是球面,叫做球面波。 点波源的波面是球面,叫做球面波。 4、波长λ:同一波线上相位相差为 的两相邻质点之间的距离,即 、波长 :同一波线上相位相差为2π的两相邻质点之间的距离 的两相邻质点之间的距离, 即一个完整波形的长度。它反映波在空间上的周期性。 即一个完整波形的长度。它反映波在空间上的周期性。 5、波的周期T:一个完整波形通过波线上某点所需要的时间。它反映波在 、波的周期 :一个完整波形通过波线上某点所需要的时间。 时间上的周期性。波的周期与传播媒质各质点的振动周期相同。 时间上的周期性。波的周期与传播媒质各质点的振动周期相同。
机械振动和机械波知识点总结
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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。
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2.机械振动和机械波知识点复习机械振动知识要点机械振动: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)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)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:F二-kx运动性质为变加速运动从力和能量的角度分析x、F、a、v、EK EP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、EK同步变化;x、F、a、EP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:x二Asi n(仝t,JT5. 单摆(理想模型)一一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:T = 2\丨(T与A m 6无关——等时性)\ g1.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B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F 甲:F 乙=2 : 1受迫振动:物体在外界周期性驱动力作用下的振C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大D.振子的振动频率之比f 甲:f 乙=1 : 21 一弹簧振子在一条直线上做简谐运动,第一次先后经过5° ,可看作简谐振动2如图所示,一质点在平衡位置 O 点两侧做简谐运动,在它从平衡位速圆周运动置O 出发向最大位移 A 处运动过程中经0.15s 第一次通过M 点,再经6甲、乙两个单摆,甲的摆长为乙的4倍,甲摆的振幅是乙摆的3倍,甲4二2L测定重力加速度g,g=十 等效摆长L=L 线+r0.1s 第2次通过M 点。
则此后还要经多长时间第3次通过M 点,该质点振动的频率为6.阻尼振动、受迫振动、共振 3甲、乙两弹簧振子,振动图象如图所示,则可知(阻尼振动(减幅振动)振动中受阻力,能量减少,振幅逐渐减A.两弹簧振子完全相同共振:物体在受迫振动中,当驱动力的频率 跟物体的固有频率相等的时候,受迫振动的 振幅最大,这种现象叫共振105-5 -100.5\ J.条件:f 驱二f 固 (共振曲线)【习题演练一】4如图所示,质点沿直线做简谐运动平衡位置在过P 点向右0点,某时刻质点通运动,径1s 再次回到P 点,再经1s 到达0点, 则:质点运动的周期T= s;质点运动的振幅为A=cm若 x/0P =2cmA —■ nt/s时速度v (v 工0)相同,那么,下列说法正确的是(5关于单摆,下列说法不正确的是()A.振子在MN 两点受回复力相同 B. 振子在 N 两点对平A.单摆的回复力是重力的分力B.单摆的摆角小于C.振子在MN 两点加速度大小相等D.从M 点到N 点,振子先做匀加速运动,后做匀减速运动C.单摆的振幅不论多大,其周期均为、gD.单摆的振动是变加小的振动动叫受迫振动。
特点:f 受M N 两点衡位置的位移相同摆球的质量是乙的2倍,那么甲摆动5次的时间里,乙摆动7摆长为L的单摆做简谐振动,若从某时刻开始计时,(取作t=0 ),当振动至时,摆球具有负向最大速度,则单摆的振动图象是图中的()8如图所示为一单摆的共振曲线,求该单摆长约为多少?(近似认为g= 2m/s2)如果摆长变长一些,画出来的图象的高峰将向哪个方向移动?10 一个弹簧振子,第一次被压缩x后释放做自由振动,周期为T1,第二次被压缩2x后释放做自由振动,周期为T2,则两次振动周期之比T1 : T2 为()A . 1 : 1B . 1 : 2C. 2 : 1 C. 1 : 411 A B两个单摆,A摆的固有频率为f,B摆的固有频率为4f,若让它们在频率为5f 的驱动力作用下做受迫振动,那么A、B两个单摆比较()率为5fC. A摆的振幅较大,振动频率为5fD.B摆的振幅较大,振动频率为4f12某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中,先测得摆线长为101.00cm,摆球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5 s。
则:(1)他测得的重力加速度g = m/s2 (计算结果取三位有效数字)(2)他测得的g值偏小,可能原因是:()A. 测摆线长时摆线拉得过紧。
B. 摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了。
C. 开始计时时,秒表过迟按下。
D.实验中误将49次全振动计为50次。
(3)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长I并测出相应的周期T,从而得出一组对应的I和T的数值,再以I为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线,并求得该直线的斜率K。
则重力加速度g= 。
(用K表示)的摆二机械波基础知识1.机械波:机械振动在介质中的传播4产生条件:振源、介质机械波向外传播的只是振动的形式和能量,各个质点并不随波 迁移介质被带动的同时,每个质点只在各自的平衡位置附近振动 沿波的传播方向上,后一质点的振动总落后于前一质点的振动 起振:各质点开始振动的方向都与波源开始振动的方向相同2.波的分类横波:各质点的振动方向与波的传播方向垂直。
波的凸部叫波峰,凹 部叫波谷。
纵波:各质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上。
有密部及 疏部。
3.描述波的物理量波长入(m ――两个相邻的运动状态完全相同的质点间的距离 质点振动一个周期,波恰好传播一个波长周期T (s ) ——质点完成一次全振动的时间频率f (HZ :单位时间内所传播的完整波(即波长)的个数。
波速v (m/s ) ------ 波在单位时间内传播的距离 关系:v f =Tf 、T ――由波源决定:各质点的周期(频率)与波源相同V由介质决定4. 波的图象反映了介质中各个质点在某时刻离开平衡位置的位移 可直接读出振幅A ,波长入及各个质点的位移 由波的传播方向可知各质点的振动方向能画出某些特殊时间后的波形图 波的图象的重复性:相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同。
【例1】一简谐横波在x 轴上传播,在某 的波形如图所示。
已知此时质点 F 的运 向向下,贝V()A. 此波朝x 轴负方向传播B .质点D 此时向下运动 C.质点B 将比质点C 先回到平衡位置D. 质点E 的振幅为零 5振动图象和波的图象综合应用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,二者的图象有相同的 正弦(余弦)曲线形状,但二图象是有本质区别的.见表:振动图象 波动图象时刻 动方研究对象一振动质点沿波传播方向所有质占八、、研究内容一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图线1A-Aijr/cm b一JU物理意义表示质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图线变化随时间推移图延续,但已有形状不变随时间推移,图象沿传播方向平移一完整曲线占横坐标距离表示个周期表示个波长【例】如图—所示,甲为某一波动在. 时的图象,乙为参6波动图象的多解(1) 波的空间的周期性:相距为波长整数倍的多个质点振动情况完全相同.(2) 波的时间的周期性:在x轴上同一个给定的质点,在t+nT时刻的振动情况与它在t时刻的振动情况(位移、速度、加速度等)相同.⑶波的双向性:指波可能沿正、负方向传播⑷介质中两质点间距离与波长关系未定:如“某时刻P、Q两质点都处于平衡位置,且P、Q间仅有一个波峰”,符合这一条件的波形图有4个,如图所示。
与该波动的P质点的振动图象:(1)判断波的传播方向?(2)求该波速v=?(3)在甲图中画出再经3. 时的波形图实线是某时刻的波形图象,虚线是经过①可能的波速②若波速是35m/s,求波的传播方向【例4】如图0.2s时的波形图象。
求:③若0.2s小于一个周期时,传播的距离、周期(频率)(4)求再经过3. 5s时p质点的路程S和位移*yO■ »x/m【习题演练二】1关于简谐机械波在给定的介质中传播,下列说法正确的是()A波速与频率成正比,与波长成正比B振幅越大,波速越大C在一个周期内,振动的质点走过的路程等于一个波长D周期越大,波长越大3如图所示,S点为振源,其频率为100Hz,所产生的横波向右传播,波速为80m/s, P、Q是波传播途中的两点,已知SP=4.2m SQ=5.4m当S通过平衡位置向上运动时()A. P在波谷,Q在波峰 B . P在波峰,::匸Q在波谷C. P、Q都在波峰D. P通过平衡位置向上运动,Q通过平衡位置向下运动4如图一列机械波沿x轴传播,波速为16m/s,某时刻的图象如图,由图象可知()A. a、c两质点有相同的振幅B. a质点此时的加速度为正方向最大C. b质点此时向正方向运动D. b质点此时速度为零,b、d的距离为6 一列沿x轴正方向传播的波,波速为6m/s,振幅为2cm在某一时刻距波源5cm的A点运动到负最大位移时,距波源8cm的B点恰在平衡位置且向上运动.可知该波的波长入,频率f分别为()A.入=12cm f=50Hz B .入=4cm, f=150Hz C .入=12cm, f=150HzD.入=4cm, f=50Hz7 .如图所示为一列简谐波在t=7/4s时的波动图象。
已知波速为v=20m/s .在t=0时刻,x=10m的质点的位置和可能是()A. y=4cm,速度方向向下B. y=0cm,速度方向C. y=0cm,速度方向向上D . y=-4cm,速度方A.这列波波长为16m t y / oim. x rB.这列波传播8m需2s时间° 2 10 跖C. x=4m处质点的振幅为0D. x=6m处质点将向y轴正向运动8图5中有一为上下振动的波源S,频率为100H乙所激起的波向左右传播,波速为8.0m/s .其振动先后传到A、B两个质点,当S通过平衡位置向上振动时,A ------------- ---------- ' B质点的位置是()5图7为一列横波的某时刻的图象a、b、c、d为介质的几个质点,则波长速度向下4A. A在波谷,B在波峰B . A B都在波峰C. A在波峰,B在波谷D . A B都在波谷.11如图6所示,已知一列横波沿x轴传播,实线和虚线分别是h时刻和耳时刻的图象.已知_汀+ 1振动周期为0%则波的传播Q是波中某振动质点位移随时间变化图线(两图用同一时间起点),则图是图1中哪个质点的振动图线?已知P、Q两质点相距60m则这列波的波长最长可能是 ________________________________________________________________ 13图甲为一列波在t=0.2s时的波形图,图乙为此波中平衡位置坐标为10cm的质点的振动图象.A.经过0.35 s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B. 经过0.25 s时,质点Q的加速度大于质点P的加速度C. 经过0.15 s,波沿x轴的正方向传播了3 mD. 经过0.1 s时,质点Q的运动方向沿y轴正方向方向与传播距离是() A.沿x轴正方向,C.沿x轴正方向,2m6m B .沿x轴负D .沿x轴负''■y/m方向,6m方向,2m10 一列简谐横波沿x轴负方向传播,图1是t = 1s时的波形图,图212如图10所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播着,各质点的振幅都是2cm某时刻P、Q两质点的位移都是1cm质点P的速度方向沿y轴负方向,质点Q与之相反。