1 普通物理学复习纲要(下)第一部分振动一.简谐振动的描述1.简谐振动: 物体运动时,离开平衡位置的位移(角位移)随时间按余弦(或正弦)规律随时间变化:)c o s (tAx则物体的运动为简谐振动2.描述简谐振动的物理量周期和频率 :完成一次全振动所需要的时间,称为周期(T);单位时间里完成全振动的次数称为频率()21,2TT振幅: 质点离开平衡位置的最大距离(A)
位相与初相:t+称为简谐振动的位相,称为初相
位相是描述物体振动状态的物理量
周期和频率由振动系统的固有性质决定—— 固有周期和固有频率
例:弹簧振子:kmT2,mk21振幅和初相由初始条件决定
例:若00xx t,00vv t,则0022020xvtgvxA3.简谐振动的表示振动方程:)cos( tAx振动曲线:tx ~关系曲线2 旋转矢量表示:OM:以角速度作匀速转动P:作简谐振动:)cos( tAxtOXA轴的夹角旋转矢量与位相旋转矢量的角速度圆频率旋转矢量的模振幅:::二.简谐振动动力学1.简谐振动的动力学特征1)kxF( M) 2)xa2(2)2.几种常见的简谐振动弹簧振子:kmT/2单摆:glT/2复摆:)/(2mghIT3.简谐振动的 能量2222221)(c o s21)(s i n21kAEEEtkAEtkAEpkpk谐振子的动能和势能都随时间而变化,振动过程中两者相互转换,但系统的总机械能保持不变
谐振子系统是一个封闭保守系统
图3M 0M tPx O AX图104 Oxt OtpEkEE221 kAE3 三.简谐振动的合成1.同频率同方向的简谐振动的合成)c o s ()c o s ()c o s (21222111tAxxxtAxtAxc o s2212221AAAAA2121,)12(,2AAAkAAAk2.同方向不同频率的简谐振动的合成:形成拍3.相互垂直的同频率的简谐振动的合成:椭