機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波

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1、機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波復(fù)習(xí)　一、機(jī)械振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿著直線或弧線繞平衡位置往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫做機(jī)械振動(dòng)．1．產(chǎn)生振動(dòng)的必要條件1有回復(fù)力（回復(fù)力是效果力）2阻力很小回復(fù)力：振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)所受諸外力在指向平衡位置方向（振動(dòng)方向）上的合力．例如；彈簧振子；彈簧的彈力提供振動(dòng)的回復(fù)力單擺；重力在切線方向上的分力mgsinθ提供振動(dòng)的回復(fù)力2．描述振動(dòng)的物理量（1）振幅（A）：振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離振幅是標(biāo)量，是表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量．（2）周期（T）：振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過一次全振動(dòng)所需的時(shí)間．表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)快慢的物理量．全振動(dòng)：振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過一次全振動(dòng)后其振動(dòng)狀態(tài)又恢復(fù)到原來的狀態(tài)．（3）頻率（f）：一秒

2、鐘內(nèi)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)完成全振動(dòng)的次數(shù)．（4）相位（拍）：表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的步調(diào)的物理量3．簡(jiǎn)諧振動(dòng)（1）簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特點(diǎn)：1）回復(fù)力的特點(diǎn)：F=-kx是周期性變化的．可作為判別一個(gè)物體是否作簡(jiǎn)諧振動(dòng)的依據(jù)．振動(dòng)物體所受回復(fù)力的大小跟振動(dòng)中的位移（x）成正比，方向始終與位移方向相反，指向平衡位置．注意：．位移必須從平衡位置起向外指向（2）加速度的特點(diǎn)振動(dòng)物體的加速度跟位移大小成正比，方向與位移方向相反．（加速度方向和回復(fù)力方向一樣永遠(yuǎn)指向平衡位置．），簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)．3）振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)速度的特點(diǎn)：v=sin（ωt+ψ）（超綱）振動(dòng)物體的速度的大小總是隨位移的增大而減小，隨位移的減小而

3、增大．在平衡位置時(shí)，振動(dòng)物體的速度最大．如表所示．4）振動(dòng)中位移隨時(shí)間變化規(guī)律：按正弦（或余弦）曲線變化[x=Acos（ωt+ψ）]（超綱）115）振動(dòng)物體能量的特點(diǎn)：機(jī)械能是恒量，遵守機(jī)械能守恒定律．振幅越大，能量越大．（2）簡(jiǎn)諧振動(dòng)的規(guī)律：1）振動(dòng)圖象：振動(dòng)位移-時(shí)間的函數(shù)圖象．物理意義：a）從圖象上可知振動(dòng)的振幅A；b）從圖象上可知振動(dòng)的周期；c）從圖象上可知質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移，d）從圖象上可比較質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻速度大小及符號(hào)（表示方向）；e）從圖象上可比較質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻加速度的大小及符號(hào)．f）從圖象可看出質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻間的相差．2）簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期：4．受迫振動(dòng)（1

4、）受迫振動(dòng)產(chǎn)生條件：質(zhì)點(diǎn)在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)．（2）受迫振動(dòng)特點(diǎn)：受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)．（3）共振——受迫振動(dòng)特例．當(dāng)策動(dòng)力的頻率等于受迫振動(dòng)物體本身的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅達(dá)到最大值，二、機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)在彈性媒質(zhì)中的傳播運(yùn)動(dòng)叫機(jī)械波．我們應(yīng)特別注意，在振動(dòng)的傳播過程中，每個(gè)參與傳播振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不沿振動(dòng)傳播方向定向移動(dòng)（質(zhì)點(diǎn)不隨之遷移），它們只在各自的平衡位置附近振動(dòng)．1．產(chǎn)生條件（1）振動(dòng)振動(dòng)振源（2）傳播振動(dòng)的媒質(zhì)2．波的分類11（1）橫波：振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直；橫波波型有波峰和波谷．只有在固體中傳播（2）縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方

5、向與波的傳播方向在一條直線上；縱波波型有密部和疏部．在固體，液體，氣體中均能傳播3．描述波的物理量（1）頻率（f）：波的頻率與波源的振動(dòng)頻率相同．在傳播過程中是不變的（2）波速（v）：波速是波傳播的速度——質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)傳播的速度．取決于媒質(zhì)的性質(zhì)．同種媒質(zhì)傳播不同頻率的同類機(jī)械波時(shí)，傳播速度是相同的．（3）波長(zhǎng)（λ）：兩個(gè)相鄰的、在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離．或者說，在一個(gè)周期內(nèi)波傳播的距離的大小．波長(zhǎng)是標(biāo)量．（4）波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系：4．波的圖象波傳播過程中，在某一時(shí)刻媒質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)的位移末端連線，圖線上各質(zhì)點(diǎn)均為媒質(zhì)中振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，橫坐標(biāo)表示質(zhì)點(diǎn)的

6、平衡位置，縱坐標(biāo)表示質(zhì)點(diǎn)的位移．物理意義：a）能表示出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅（A）；b）能表示各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移（y）；c）能表示出波長(zhǎng)（λ）；d）能表示出各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向、加速度大小及符號(hào)；e）能表示出各質(zhì)點(diǎn)間的相位關(guān)系．特別注意：波的圖象與振動(dòng)圖象的區(qū)別．5．波的一般性質(zhì)（1）波的反射：（2）波的折射：（3）波的干涉：1）產(chǎn)生條件：相干波——兩列波頻率相同；（相差恒定）；2）現(xiàn)象：在相干區(qū)域內(nèi)，增強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相間．11其中Δs為該點(diǎn)至兩波源的距離差（波程差）．3）對(duì)干涉現(xiàn)象應(yīng)注意：a）增強(qiáng)是指振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的能量增大，即振幅增大，并不是速度增大；減弱是振幅減?。産）增強(qiáng)區(qū)或減弱區(qū)位置

7、是確定的，即增強(qiáng)點(diǎn)（域）始終增強(qiáng)；減弱區(qū)的點(diǎn)始終減弱．c）不論增強(qiáng)區(qū)或是減弱區(qū)，各質(zhì)點(diǎn)都作與相干波源周期相同的振動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移是周期性變化的．（4）波的衍射：波在煤質(zhì)傳播，可以繞過障礙物或小孔到繼續(xù)傳播形成明顯衍射的條件障礙物或小孔的大小和波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)?。?）波的共振：波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，如果遇到的物體的固有周期和波的周期相同時(shí)，能夠引起物體振幅最大的振動(dòng)．6波的多解問題1波的空間，時(shí)間的周期性2波的稱性3波的雙向性一.機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的聯(lián)系與區(qū)別1.從產(chǎn)生條件看：振動(dòng)是波動(dòng)的成因，波動(dòng)是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，　　2