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第四章(二)机械振动


(3)加速度:由力与加速度的瞬时对应关系可知,回复 力产生的加速度也是周期性变化的,且与回复力的变化步 调相同。 (4)速度:简谐运动是变加速运动,速度的变化也具有 周度为零且物体的速度方向改变
当物体向平衡位置运动时,位移_____,回复力_____, 加速度______,由于加速度与速度方向_____,物体做加 速度_____的______运动;
三、简谐运动.
物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡 位置的力作用下的振动,叫做简谐运动.
1物体做简谐振动的条件是: F回 kx
(1)对一般的简谐运动,k是一个比例常数,不 同的简谐运动,k值不同,k是由振动系统本身结 构决定的物理量。在弹簧振子中,k是弹簧的劲度 系数。 (2)此处的位移x指的是振动物体某时刻偏离平 衡位置的位移,这与运动学中,一段时间发生的 位移有所不同。
当物体离开平衡位置运动时,位移_____,回复力_____, 加速度______,由于加速度与速度方向_____,物体做加 速度_____的______运动。
3单摆:将可看成质点的重球用细线悬挂于某 固定点,就构成了单摆。
理论表明,单摆在摆角小于5°时的振动可看成 是简谐振动。此时,单摆的周期与摆球质量和振 幅都无关。
2简谐振动的特点(以弹簧振子为例):
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(1)位移:物体做简谐运动时,它的位移(大小和 方向)也是周期性变化的,为研究问题方便,选取平 衡位置为位移的起点,物体经平衡位置时位移的方向 改变。
(2)回复力:物体在往复运动期间,回复力的大小 和方向均做周期性的变化,物体处在最大位移处时的 回复力最大,物体处于平衡位置时的回复力最小(为 零),物体经过平衡位置时,回复力的方向发生改变。
二.描述振动的物理量:
1、振幅(A):振动物体离开平衡位置的最 大距离。振幅是描述振动的强弱的物理量。
2、周期(T):振动物体完成一次全振动所需 要的时间。 3、频率(f):单位时间内完成全振动的次数。 单位:Hz
周期与频率都是描述振动快慢的物理量。周期 与频率的关系:f=1/T
“全振动”是指振动物体从某位置出发第一次回 到该位置并保持与出发时相同速度方向,这样 的过程即为一次全振动。
(2)振动是一种普遍而复杂的运动形式,因其 回复力不断变化,故而是一种变加速运动。其 轨迹可能是直线也可能是曲线。
2.产生振动的条件:
(1)物体受到的回复力的作用 (2)物体受到的阻力足够小
3.分类:(1)按回复力与位移的关系可分为 简谐振动和非简谐振动; (2)按振动是否受驱动力可分为自由振动(或 固有振动)和受迫振动; (3)按振幅是否衰减可分为阻尼振动和无阻尼 振动;
例3某学生利用单摆测定当地重力加速度 值,测得摆球直径是2.0cm,悬线长度是 99.0cm。让单摆作小角度摆动,测得振 动30次所需时间为60.0s,则当地的重力 加速度值等于_____m/s2。
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例1 弹簧振子在B、C间作简谐振动,O为 平衡位置,BC间距离为10cm,B到C运动时 间为1s.则下列正确的是( )
A.从O→C →O,振子作一次全振动 B.振动周期为1s,振幅是10cm C.经过两次全振动,通过的路程是20cm D.从B开始经过3s,通过的路程是30cm
例2 有一弹簧振子经过a、b两点时速 度相同,若振子从a直接到b历时0.2s, 从b再次回到a的最短时间为0.3s,求振 子的周期。
第四章(二)机械振动
一、机械振动:
1定义:物体(或物体的一部分)在某一中 心位置附近所做的往复运动,就叫做机械振 动.简称振动.
(1)这个“中心位置”也叫平衡位置。振动物 体偏离平衡位置时,总是要受到一个指向平衡位置 的力,该力总是要使振动物体返回平衡位置,所以 叫做回复力。回复力是根据力的作用效果命名的, 它可以是某个力来充当,也可以是几个力的合力或 者某个力的分力来充当,这点与向心力类似。
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