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1、机械振动课件第1页，本讲稿共16页机械振动机械振动自由振动简谐运动（无阻尼振动）定义：回复力F=kx基本模型弹簧振子单摆（5度）阻尼振动受迫振动本章知识网络：第2页，本讲稿共16页匀变速直线运动在恒力作用下平抛运动大小不变而方向永远垂直于速度方向沿半径指向圆心匀速圆周运动曲线运动合外力F与速度有一定夹角第3页，本讲稿共16页机械振动：物体（或物体的一部分）在某一位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。比如：钟表的摆动、水中浮标的上下浮动、担物行走时扁担的颤动、树梢在微风中的摆动、振子图象2.swf一切发声的物体、地震。有关振动的几个概念：1）、平衡位置：做机械振动的物体在不振动时
2、，所受合力为零的位置叫平衡位置。2）、全振动：做机械振动的物体经过振动过程中的所有位置后又回到初始位置的过程叫一个全振动。3）、回复力：使做机械振动的物体回到平衡位置的力叫回复力。第4页，本讲稿共16页、做机械振动的条件：、物体一离开平衡位置，就要受到回复力作用。、摩擦阻力足够小。、表正机械振动的几个物理量、位移:（在所有的机械振动中，所说的位移都是对平衡位置而言的）从平衡位置指向某一位置的有向线段，叫做振动物体在该位置的位移。、振幅：i)物理意义：描述振动强弱程度的物理量。ii)定义：振动物体离开平衡位置的最大距离叫振幅，用“A”表示。iii)单位：同长度单位。第5页，本讲稿共16页周期和频
3、率：物理意义：都是描述振动快慢程度的物理量。定义：振动物体完成一次全振动所用的时间叫做周期，用“T”表示。频率：振动物体在1秒内完成全振动的次数叫做频率，用“f”表示。单位关系：周期的单位是s，频率的单位是赫兹HZ。、课堂练习：物体上下振动的振幅是2 cm，完成一次全振动振动物体通过的路程是多少？如果频率是5HZ，则振动物体每秒钟通过的路程是多少？第6页，本讲稿共16页今天我们要讲：一种最简单、最基本的机械振动简谐运动OCB完成一次全振动振动物体通过的路程是：S=4A=42=8cm1、2、第7页，本讲稿共16页实验：连接FFOOAB前进第8页，本讲稿共16页FFOOAB对弹簧振子进行受力分析第
4、9页，本讲稿共16页分析结果：平衡位置：O点就是弹簧振子的平衡位置。回复力：方向总是指向平衡位置大小F=kx作用是振子能回到平衡位置F=kxK叫劲度系数、x弹簧振子偏离平衡位置位移返回简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动。简谐运动是一种变加速运动，是一种理想化的模型。简谐动力学特征：简谐运动学特征：第10页，本讲稿共16页、简谐运动中位移、回复力、速度、加速度的变化规律。振子的运动AOOOAOOA对平衡位置的位移x方向怎样？大小如何变化？回复力F的方向怎样？大小如何变化？加速度a的方向怎样？大小如何变化？速度v的方向怎样？大小如何变化？方向
5、水平向右大小不断减小水平向左不断增大水平向左不断减小水平向右不断增大方向水平向左大小不断减小水平向右不断增大水平向右不断减小水平向左不断增大方向水平向左大小不断减小水平向右不断增大水平向右不断减小水平向左不断增大方向水平向左大小不断增大水平向左不断减小水平向右不断增大水平向右不断减小返回第11页，本讲稿共16页典型问题分析1、一弹簧振子做简谐振动，周期为、一弹簧振子做简谐振动，周期为T，下述正确的是，下述正确的是A、若、若t时刻和（时刻和（t+t）时刻振子运动位移的大小相等，）时刻振子运动位移的大小相等，方向相同，则方向相同，则t一定等于一定等于T的整数倍的整数倍B、若、若t时刻和（时刻和（t
6、+t）时刻振子运动速度的大小相等，）时刻振子运动速度的大小相等，方向相同，则方向相同，则t一定等于一定等于T/2的整数倍的整数倍C、若、若t=T，则在，则在 t时刻和（时刻和（t+t）时刻振子运动的）时刻振子运动的加速度一定相等加速度一定相等D、若、若t=T/2，则在，则在 t时刻和（时刻和（t+t）时刻弹簧的长度）时刻弹簧的长度一定相等一定相等（C）第12页，本讲稿共16页2 2、光滑槽的半径为、光滑槽的半径为R R，远大于小球运动的弧长，远大于小球运动的弧长，今有两个小球（视为质点）同时由静止释放，今有两个小球（视为质点）同时由静止释放，其中甲球开始释放离圆槽最低点其中甲球开始释放离圆槽最
7、低点O O较远些，则它们第一次相遇的地点是在较远些，则它们第一次相遇的地点是在A A、O O点点 B B、O O点偏甲点偏甲C C、O O点偏乙点偏乙 D D、无法确定，因为它们的质量关系未知、无法确定，因为它们的质量关系未知（A A）第13页，本讲稿共16页3 3、一平台沿竖直方向作简谐运动，一物体置于、一平台沿竖直方向作简谐运动，一物体置于平台上，与平台一起运动，当振动平台处于什平台上，与平台一起运动，当振动平台处于什么位置时，物体对台面的正压力最大么位置时，物体对台面的正压力最大A A、当振动平台运动到最高点时、当振动平台运动到最高点时B B、当振动平台向下运动过振动中心时、当振动平台向
8、下运动过振动中心时C C、当振动平台运动到最低点时、当振动平台运动到最低点时D D、当振动平台向上运动过振动中心时、当振动平台向上运动过振动中心时（C C）第14页，本讲稿共16页小结：小结：（1 1）简谐振动的特征和性质）简谐振动的特征和性质（2 2）描述振动的物理量（位移、速度、加速度、）描述振动的物理量（位移、速度、加速度、振幅、周期和频率）的物理意义振幅、周期和频率）的物理意义（3 3）简谐振动回复力的正常来源）简谐振动回复力的正常来源（4 4）定性分析简谐振动回复力、位移、速度、）定性分析简谐振动回复力、位移、速度、加速度在振动过程中变化的关系加速度在振动过程中变化的关系第15页，本讲稿共16页第16页，本讲稿共16页