機械振動章末復習課件

1、1機械振動復習機械振動復習2機械振動機械振動 對于振動，你可以想到什么？對于振動，你可以想到什么？振動彈簧振子單擺回復力受迫振動周期振幅平衡位置振動圖象共振頻率3一、機械振動一、機械振動1、定義：物體在平衡位置附近做的往復運動，、定義：物體在平衡位置附近做的往復運動，叫機械振動，簡稱振動。叫機械振動，簡稱振動。2、條件：、條件：有回復力；阻力足夠小。有回復力；阻力足夠小。二、描述振動的概念和物理量：二、描述振動的概念和物理量：平衡位置平衡位置o：物體所受回復力為零的位置；：物體所受回復力為零的位置；振動位移振動位移x：由平衡位置指向振子所在處的有向：由平衡位置指向振子所在處的有向線段；線段；振

2、幅振幅A：振動物體離開平衡位置的最大距離；：振動物體離開平衡位置的最大距離；4周期周期(T)和頻率和頻率(f)： 1fT回復力：使振動物體返回平衡位置的力，它的方向總是回復力：使振動物體返回平衡位置的力，它的方向總是指向平衡位置；指向平衡位置；全振動：振動物體往復運動一周后，一切運動量（速度、全振動：振動物體往復運動一周后，一切運動量（速度、位移、加速度、動量等）及回復力的大小和方向、動位移、加速度、動量等）及回復力的大小和方向、動能、勢能等都跟開始時的完全一樣，這就算是振動物能、勢能等都跟開始時的完全一樣，這就算是振動物體做了一次全振動。體做了一次全振動。5三、機械振動的分類三、機械振動的分

3、類1、按振幅分：阻尼、無阻尼、按振幅分：阻尼、無阻尼2、按成因分：自由振動、受迫振動、按成因分：自由振動、受迫振動 受迫振動條件受迫振動條件: f振振=f驅驅3、共振：、共振：共振時，受迫振動的振幅達到最共振時，受迫振動的振幅達到最大值。大值。條件：條件：f驅驅=f固固6 例例: :如圖所示，當如圖所示，當A A振動起振動起來后，通過繃緊水平繩迫使來后，通過繃緊水平繩迫使B B、C C振動起來，下列說法正確的是：振動起來，下列說法正確的是：（ ） A.AA.A、B B、C C三個單擺的周期均三個單擺的周期均相同相同 B.B.只有只有A A、C C兩個單擺周期相兩個單擺周期相同同 C.AC.A、

4、B B、C C三個單擺的振幅相三個單擺的振幅相同同 D.BD.B的振幅比的振幅比C C的振幅小的振幅小CBAAD共振.swf7四、簡諧運動四、簡諧運動1、定義：、定義：-跟位移大小成正比，方向相反的跟位移大小成正比，方向相反的-2、簡諧運動的特征、簡諧運動的特征受力特征：受力特征：F= -kx運動特征：運動特征：a= -kx/m3、運動規(guī)律、運動規(guī)律4、簡諧運動的能量：簡諧運動中動能和勢能相、簡諧運動的能量：簡諧運動中動能和勢能相互轉換，總的機械能保持守恒。互轉換，總的機械能保持守恒。)sin(tAx)cos(tAx8兩個重要模型兩個重要模型1、單擺：、單擺：細線的伸縮可以忽略，細線的伸縮可以

5、忽略，m球球m線線，l線線d球球 單擺在豎直面內擺動，當單擺在豎直面內擺動，當5時單時單擺的振動可看作簡諧運動。擺的振動可看作簡諧運動。9（）、擺球做簡諧運動（）、擺球做簡諧運動的回復力是重力在切線方的回復力是重力在切線方向的分力：向的分力：sinmgFmgmgxl 回10( () )、周期公式：、周期公式：式中為小球擺動的圓孤半徑即擺長，量取時式中為小球擺動的圓孤半徑即擺長，量取時應從懸點量到球心。應從懸點量到球心。g g為當?shù)刂亓铀俣葹楫數(shù)刂亓铀俣? (受力受力復雜時有復雜時有“等效重力加速度等效重力加速度”之說之說).).( () )、單擺的等時性：在小振幅擺動時，單擺、單擺的等時性

6、：在小振幅擺動時，單擺的振動周期跟振幅和振子的質量都無關。的振動周期跟振幅和振子的質量都無關。2lTgl11、彈簧振子：、彈簧振子：Fkx k 回是彈簧的勁度OBC五、簡諧振動的圖象五、簡諧振動的圖象xotOBC1.振動圖象振動圖象(1)(1)物理意義：表示振動物體的位移隨時間變化物理意義：表示振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律的規(guī)律. .注意振動圖像不是質點的運動軌跡注意振動圖像不是質點的運動軌跡. .(2)(2)簡諧振動的圖象是一條余弦（或正弦）簡諧振動的圖象是一條余弦（或正弦）曲線。曲線。(3)(3)作圖：作圖： 以橫軸表示以橫軸表示時間，縱軸時間，縱軸表示位移。表示位移。xotTTA-A3

7、.振動圖象反映的物理量振動圖象反映的物理量(1) 任意時刻振動質點的位置任意時刻振動質點的位置( 位移位移x )(2) 振幅振幅A和周期和周期T (頻率頻率f=1/T)；(3) 判斷出某時刻回復力和加速度的方向；判斷出某時刻回復力和加速度的方向； (4)可以判斷出某時可以判斷出某時刻質點的振動（運刻質點的振動（運動）方向。動）方向。(5)x-t圖線上任一點圖線上任一點的切線的斜率等于的切線的斜率等于v。 14題型專題一題型專題一 簡諧運動的基本概念簡諧運動的基本概念 1. 做簡諧運動的質點，當它每次通過同做簡諧運動的質點，當它每次通過同一位置時，可能不同的物理量是（一位置時，可能不同的物理量是

8、（ ）A. 位移位移 B. 速度速度 C.加速度加速度 D. 回復力回復力B 152簡諧運動屬下列哪一種運動？（簡諧運動屬下列哪一種運動？（ ） 勻速直線運動勻速直線運動 勻變速直線運動勻變速直線運動 勻變速曲線運動勻變速曲線運動 加速度改變的變速運動加速度改變的變速運動D163如圖所示，彈簧振子在如圖所示，彈簧振子在BC間作簡諧運動，間作簡諧運動，為平為平衡位置，衡位置，BC間距離是間距離是10 cm ，從，從到到運動時間是運動時間是s，則（，則（ ） 從從振子完成一個全振動振子完成一個全振動 振動周期是振動周期是s，振幅是，振幅是10 cm 經過兩次全振動，通過的路程是經過兩次全振動，通過

9、的路程是20 cm 從從開始經過開始經過s，振子通過的路程是，振子通過的路程是50 cmD17 4. 一質點做簡諧運動，振幅是一質點做簡諧運動，振幅是4cm，頻率是頻率是2.5Hz，該質點從平衡位置起向正，該質點從平衡位置起向正方向運動，經方向運動，經2.5s質點的位移和路程分別質點的位移和路程分別是（選初始運動方向為正方向）（是（選初始運動方向為正方向）（ ） A.4 cm, 24 cm B. -4 cm, 100cm C. 0， 100 cm D. 4 cm, 100cmD18 5. 下列說法中正確的是下列說法中正確的是 ( ) A. 物體做自由振動時，其振動頻率物體做自由振動時，其振動頻

10、率與振幅無關與振幅無關 B. 物體做受迫振動時，其振動頻率物體做受迫振動時，其振動頻率與固有頻率無關與固有頻率無關 C. 物體發(fā)生共振時的頻率就是其自物體發(fā)生共振時的頻率就是其自由振動的頻率由振動的頻率 D. 物體發(fā)生共振時的振動就是無阻物體發(fā)生共振時的振動就是無阻尼振動尼振動ABC19 6. 關于共振的防止和利用關于共振的防止和利用, 應做到應做到 ( ) A. 利用共振時利用共振時, 應使驅動力的頻率接近或等應使驅動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率于振動物體的固有頻率 B. 利用共振時利用共振時, 應使驅動力的頻率大于或小應使驅動力的頻率大于或小于振動物體的固有頻率于振動物體的固有頻率

11、 C. 防止共振危害時防止共振危害時, 應盡量使驅動力頻率接應盡量使驅動力頻率接近或等于振動物體的固有頻率近或等于振動物體的固有頻率 D. 防止共振危害時防止共振危害時, 應使驅動力頻率遠離振應使驅動力頻率遠離振動物體的固有頻率動物體的固有頻率A D20【例【例1】關于做簡諧運動的物體的位移、加速度關于做簡諧運動的物體的位移、加速度和速度間的關系和速度間的關系, 下列說法正確的是下列說法正確的是:A位移減小、加速度減小、速度增大位移減小、加速度減小、速度增大B位移的方向總跟加速度的方向相反位移的方向總跟加速度的方向相反, 跟跟 速度的方向相同速度的方向相同C物體的運動方向指向平衡位置時物體的運動方向指向平衡位置時, 速度速度 方向跟位移方向相同方向跟位移方向相同D物體的運動方向改變時物體的運動方向改變時, 加速度的方向加速度的方向 改變改變 專題二專題二:簡諧運動的運動特點及簡諧運動的運動特點及x-t圖象圖象A212圖為彈簧振子做簡諧運動的圖線，由圖可圖為彈簧振子做簡諧運動的圖線，由圖可知（知（ ）在在t時，振子的位移是零，速度為零，時，振子的位移是零，速度為零，加速度也為零加速度也為零在在t1 s時，振子的位移最大，速度最大，時，振子的位移最大，速度最大，加速度也最大加速