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：F 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 Asin(

2

t ) T

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 2

l

（T与A、m、θ无关——等时性） g

4 2L

测定重力加速度g,g= 等效摆长L=L线+r 2

T

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。 特点：f受 f驱

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：f驱 f固（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。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

3 甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知（ ） A. 两弹簧振子完全相同

B. 两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶

1 1

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∶2

动，周期为T2，则两次振动周期之比T1∶T2为 （ ）

A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 C．1∶4

11 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

4如图所示，质点沿直线做简谐运动平衡位置在

运动，径1s再次回到P点，再经1s到达O则：质点运动的周期T=_________s； 质点运动的振幅为A=_______cm，

5 关于单摆,下列说法不正确的是( )

A.单摆的回复力是重力的分力 B.单摆的摆角小于5°,可看作简谐振动

,那么A、B两个单摆比较( 摆的振幅较大,振动频率为f 摆的振幅较大,振动频率为5f

)

B.B摆的振幅较大,振动频率为5f D.B摆的振幅较大,振动频率为4f

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，50次所用的时间为101.5 s。则：

（1）他测得的重力加速度g = m/s（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l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l和T的数值，再以l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）

2

L

2

g D.单摆的振动是变加速圆周运动

C.单摆的振幅不论多大,其周期均为

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,甲摆球的质量是乙的2倍,那么甲摆动5次的时间里,乙摆动______次

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 有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的（ ）

时，摆球具

二 机械波基础知识

1． 机械波：机械振动在介质中的传播

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

8如图所示为一单摆的共振曲线，求该单摆的摆长约为多少？ （近似认为g= m/s）如果摆长变长一些，

2

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

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 2

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

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

波长λ（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

【例3】如图6—27

所示，甲为某一波动在

t=1．

0s时的图象，乙为参与该波动的

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3．5s时的波形图

所示。

（4）求再经过3．5s时p质点的路程S和位移

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．

T

ff 、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 …… 此处隐藏：2513字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……