第十一章 机械振动一、机械振动:(一)简谐运动:1、简谐运动的特征:1)运动学特征:振动物体离开平衡位置的位移随时间按正弦规律变化在振动中位移常指是物体离开平衡位置的位移2)动力学特征:答复力的大小与振动物体离开平衡的位移成正比,方向与位移方向相反(指向平衡位置) ① 答复力:使振动物体回到平衡位置的力叫做答复力
② 答复力是根据力的效果来命名的
③ 答复力的方向总是指向平衡位置
④ 答复力可以是物体所受的合外力,也可以是几种力的合力,也可以是一种力,或者某个力的分力
⑤ 由答复力产生的加速度与位移成正比,方向与位移方向相反⑥ 证明一种物体与否是作简谐运动,只需要看它的答复力的特征2、简谐运动的运动学分析:1)简谐运动的运动过程分析:(1)常用模型:弹簧振子(其运动过程代表了简谐运动的过程)(2)运动过程:简谐运动的基本过程是两个加速度减小的加速运动过程和两个加速度增大的减速运动过程(3)简谐运动的对称性:做简谐运动的物体在通过有关平衡位置对称的两点时,两处的加速度、速度、答复力大小相等 (大小相等、相等)
动能、势能相等(大小相等、相等)
2)表征简谐运动的物理量:(1)振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离叫做振动的振幅
① 振幅是标量
② 振幅是反应振动强弱的物理量
(2)周期和频率:① 振动物体完毕一次全振动所用的时间叫做振动的周期
② 单位时间内完毕全振动的次数叫做全振动的频率
它们的关系是 T=1/f
在一种周期内振动物体通过的旅程为振幅的 4 倍;在半个周期内振动物体通过的旅程为振幅 2倍;在 1/4 个周期内物体通过的旅程不一定等于振幅3)简谐运动的体现式:4)简谐运动的图像:振动图像表达了振动物体的位移随时间变化的规律
反应了振动质点在所有时刻的位移
从图像中可得到的信息:① 某时刻的位置、振幅、周期② 速度:方向→顺时而去;大小比较→看位移大小③ 加速度: