选修34《机械振动》复习PPT课件

二、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_＝__－_k_x_.
2．从总体上描述简谐运动的物理量
(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)
波的叠加．波的干涉．衍射现象 Ⅰ
声波．超声波及其应用
Ⅰ
多普勒效应
Ⅰ
用单摆测重力加速度
本章内容是历年高考的必考内容，其中 命题频率最高的知识点是波的图象、频 率、波长、波速的关系．其次是单摆， 题型多以选择题的形式出现，试题信息 容量大，综合性强，一道题往往考查多 个概念和规律，特别是通过图象考查对 波的理解能力、推理能力和空间想象能 力．
3．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，其最大等于振 幅．注意：无论振子从什么位置开始振动， 其位移总是以____平_衡__位_置______为初位置．
4．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____．
5．周期T和频率f：表示___振_动__快_慢_____的物 理量，两者互为倒数关系，当T和f由振动系 统本身决定时，则叫固有周期和固有频率．
__位__移__正__负__最__大__值__的__大__小________为振幅；②周期
T：两相邻的运动状态(位移、速度)完全相同的 两点间的时间是周期；③任意时刻的位移 x：对 应时刻 y 轴坐标． (2)间接描述量：①频率 f：f＝T1 ②x－t 图线上 一点的切线的斜率等于振动速度 v. (3)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．
机械振动和机械波
内容
弹簧振子，简谐运动，简谐运动的 振幅、周期和频率，简谐运动的位 移——时间图象
单摆，在小振幅条件下单摆作简谐 运动．单摆周期公式
振动中的能量转化
自由振动和受迫振动，受迫振动的 振动频率，共振及其常见的应用
要求 Ⅱ
Ⅱ Ⅰ Ⅰ
内容
要求
振动在介质中的传播——波．横波 和纵波．横波的图象．波长、频率 Ⅱ 和波速的关系
2．功能关系：系统减少的机械能用于 ___克__服_阻__力_做__功___．
五、受迫振动
1．定义：在外界___周_期_性__驱_动__力_____作用下 的振动．
2．频率特征：受迫振动的频率等于_驱_动__力__ 的频率，与固有频率无关．
3．振幅特征：驱动力的频率越接近 __固_有__频_率____ ， 振 幅 越 大 ， 当 f 驱 ＝ f 固 时 ， 振幅最大，这种现象叫做共振．受迫振
一、简谐运动
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．“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)
三、单摆
1．构造：用细线悬挂一小球，上端固定， 如果悬挂小球的细线的_伸_缩____和_质_量____可 以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的 装置叫单摆．
2．单摆振动的回复力是_重__力_的__切_向__分_力_____， 不能说成是重力和拉力的合力．在平衡位置 振子所受回复力是零，但合力是向心力，指 向悬点，不为零．
(2)周期 T 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．任何简
谐振动都有共同的周期公式：T＝2π mk (其中 m 是振动物体的质量，k 是回复力系数，即简谐 运动的判定式 F＝－kx 中的比例系数，对于弹 簧振子 k 就是弹簧的劲度，对其它简谐运动它 就不再是弹簧的劲度了)． (3)频率 f＝1/T 也是描述振动快慢的物理量．
3．当单摆的摆角很小时(小于 5°)时，单摆 的周期___T_＝__2_π____gl_____，与摆球质量 m、 振幅 A 都无关．其中 g 为当地重力加速度， l 为摆长，表示从悬点到摆球质心的距离， 要区分摆长和摆线长．
四、阻尼振动
1．定义：_____振_幅__逐_渐__减_小_______的振动．
3．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．
二、弹簧振子
弹簧振子是一种忽略摩擦、弹簧质量的理想 化模型．对弹簧振子来讲，弹簧的劲度系数 和振子的质量确定了，其振动的周期和频率 也就确定了．无论是在地球上、其他星球上， 还是在完全失重的人造卫星中，也无论是水 平放置还是竖直悬挂，周期T和频率f均不变， 即其周期是由系统本身的条件决定．
振动的回复力可能是弹力或重力和弹力的合 力，视具体情况而定．
三、单摆的回复力及单摆做简谐运动的条件
1．认为单摆振动的回复力就是单摆所受重力 和线的拉力的合力，是否正确？为什么？
不正确．单摆的振动是沿弧线经过某个 中心位置的往复运动，既然是往复运动， 必须有回复力的作用；又因为是曲线运 动，还必须受到与速度有一角度的 力．作用在单摆上的重力和拉力的共同 作用将同时产生这两个效果．所以，将 重力和拉力的合力理解为回复力是不正 确的．
第1课时 机械振动
课前自主复习
一、振动及描述振动Βιβλιοθήκη Baidu物理量
1．机械振动：物体(或物体的一部分)在某一 中 心 位 置 两 侧 所 做 的 __往_复__运_动______ 称 为 机 械振动，简称振动．
2．回复力：振动物体所受的总是 __指_向__平_衡__位_置___ 的 力 ， 它 可 以 是 某 一 个 力 ， 也可以是几个力的合力或某个力的分力，属 于效果力，在具体问题中要注意分析是什么 力提供了回复力．
动达到稳定时，驱动力对系统所做的功
及时补偿系统因克服阻力做功而损失的 机械能，振幅保持不变．
六、简谐运动的图象
1．物理意义：描述振动的质点对平衡位置的 _位__移___随时间变化的规律．
2．图象的特点：所有简谐运动的图象都是正 弦或余弦曲线．
3．简谐运动图象描述振动的物理量：
(1) 直 接 描 述 量 ： ① 振 幅 A ： 振 动 图 象 的