資源描述：
《機械波-知識點-例題詳解.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第八章機械振機械波目的要求：理解簡諧振動和波的傳播過程中各量變化的規(guī)律特點,掌握單擺模型的有關(guān)計算橫波的傳播規(guī)律和利用波的圖象進行綜合分析二、簡諧振動及其描述物理量1、振動描述的物理量（1）位移：由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段．①是矢量，其最大值等于振幅；②始點是平衡位置，所以跟回復力方向永遠相反；③位移隨時間的變化圖線就是振動圖象．（2）振幅：離開平衡位置的最大距離．①是標量；②表示振動的強弱；（3）周期和頻率：完成一次全變化所用的時間為周期T，每秒鐘完成全變化的次數(shù)為頻率f．①二者都表示振動的快慢；②二者互為倒數(shù)；T=1/f；③當T和f由振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定時（非受迫振動）
2、，則叫固有頻率與固有周期是定值，固有周期和固有頻率與物體所處的狀態(tài)無關(guān)．2、簡諧振動：物體所受的回復力跟位移大小成正比時，物體的振動是簡偕振動．①受力特征：回復力F=—KX。②運動特征：加速度a=一kx／m，方向與位移方向相反，總指向平衡位置。簡諧運動是一種變加速運動，在平衡位置時，速度最大，加速度為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大。說明：①判斷一個振動是否為簡諧運動的依據(jù)是看該振動中是否滿足上述受力特征或運動特征。第一單元簡諧振動、振動圖像一、機械振動1、機械振動：物體（或物體的一部分）在某一中心位置兩側(cè)做的往復運動．振動的特點:①存在某一中心位置;②往復運動,這是判斷物體運動是否是
3、機械振動的條件.產(chǎn)生振動的條件:①振動物體受到回復力作用;②阻尼足夠小;2、回復力：振動物體所受到的總是指向平衡位置的合外力．①回復力時刻指向平衡位置;②回復力是按效果命名的,可由任意性質(zhì)的力提供．可以是幾個力的合力也可以是一個力的分力;③合外力：指振動方向上的合外力，而不一定是物體受到的合外力．④在平衡位置處：回復力為零，而物體所受合外力不一定為零．如單擺運動，當小球在最低點處，回復力為零，而物體所受的合外力不為零．3、平衡位置：是振動物體受回復力等于零的位置；也是振動停止后，振動物體所在位置；平衡位置通常在振動軌跡的中點?！捌胶馕恢谩辈坏扔凇捌胶鉅顟B(tài)”。平衡位置是指回復力為零的位置，物體
4、在該位置所受的合外力不一定為零。（如單擺擺到最低點時，沿振動方向的合力為零，但在指向懸點方向上的合力卻不等于零，所以并不處于平衡狀態(tài)）②簡諧運動中涉及的位移、速率、加速度的參考點，都是平衡位置.【例1】如圖，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連結(jié)一小球，平衡時小球處于O位置，現(xiàn)將小球由O位置再下拉一小段距離后釋放（在彈性限度內(nèi)），試證明釋放后小球的上下振動是簡諧振動，證明：設(shè)小球的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，小球處在O位置有：mg—kΔx=0………①式中Δx為小球處在O位置時彈簧的伸長量．再設(shè)小球離開O點的位移x（比如在O點的下方），并取x為矢量正方向，此時小球受到的合外力∑Fx為：∑Fx=mg－k（
5、x＋Δx）②由①②兩式可得：∑Fx=－kx,所以小球的振動是簡諧振動，O點即其振動的平衡位置．點評：這里的F=—kx，不是彈簧的彈力，而是彈力與重力的合力，即振動物體的回復力．此時彈力為k（x＋Δx）；所以求回復力時F＝kx，x是相對平衡位置的位移，而不是相對彈簧原長的位移．三．彈簧振子：1、一個可作為質(zhì)點的小球與一根彈性很好且不計質(zhì)量的彈簧相連組成一個彈簧振子．一般來講，彈簧振子的回復力是彈力（水平的彈簧振子）或彈力和重力的合力（豎直的彈簧振子）提供的．彈簧振子與質(zhì)點一樣，是一個理想的物理模型．2、彈簧振子振動周期：T=2，只由振子質(zhì)量和彈簧的勁度決定，與振幅無關(guān)，也與彈簧振動情況（如水平
6、方向振動或豎直方向振動或在光滑的斜面上振動或在地球上或在月球上或在繞地球運轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星上）無關(guān)。3、可以證明，豎直放置的彈簧振子的振動也是簡諧運動，周期公式也是。這個結(jié)論可以直接使用。4、在水平方向上振動的彈簧振子的回復力是彈簧的彈力；在豎直方向上振動的彈簧振子的回復力是彈簧彈力和重力的合力?！纠?】如圖所示，在質(zhì)量為M的無下底的木箱頂部用一輕彈簧懸掛質(zhì)量均為m（M≥m）的D、B兩物體．箱子放在水平地面上，平衡后剪斷D、B間的連線，此后D將做簡諧運動．當D運動到最高點時，木箱對地壓力為（）A、Mg；B．（M－m）g；C、（M＋m）g；D、（M＋2m）g【解析】當剪斷D、B間的連線后，物體D與
7、彈簧一起可當作彈簧振子，它們將作簡諧運動，其平衡位置就是當彈力與D的重力相平衡時的位置．初始運動時D的速度為零，故剪斷D、B連線瞬間D相對以后的平衡位置的距離就是它的振幅，彈簧在沒有剪斷D、B連線時的伸長量為x1＝2mg／k，在振動過程中的平衡位置時的伸長量為x2＝mg／k，故振子振動過程中的振幅為A＝x2－x1=mg／kD物在運動過程中，能上升到的最大高度是離其平衡位移為A的高度，由于D振動過程中的平衡位置
