第五、六節(jié) 機械振動

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1、第五節(jié) 機械振動 一． 振動： 1.定義：物體在 叫機械振動。簡稱 。 2.振動產(chǎn)生的條件： （1）受 作用，每當物體離開 時，總要受到 的力作用。 （2） 足夠小 3. 振動的特點：具有 性， 性 二．簡諧運動 1.彈簧振子：有孔的小球連在彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球穿在 的水平桿上，小球和水平桿之間的 忽略不計，彈簧的質(zhì)量比小球的質(zhì)量 ，這樣的系統(tǒng)稱為

2、 。其中小球稱為 ，向一邊拉動振子，松手振子就振動起來。 2.振動的平衡位置：振子靜止在O點時，彈簧沒形變，因而對振子沒彈力，所以， 就是振動的 。 3.振子的位移： 振子位移就是由振子平衡位置指向振子所在位置的有向線段。如圖中振子在X軸上的AB兩點間做機械振動，O為平衡位置。當振子處于C點時它的位移XC=+2cm，其正號表示位移的方向由O-C，與X軸的正方向同向；當振子處于D點時，它的位移XD=-2cm，其負號表示位移的方向由O-D，與X軸正方向相反。 4.回復力： 在振動過程中，使振子發(fā)生振動的只有彈簧的彈力，這個力的方向總是

3、 ，它的作用能使振子 這個力叫回復力。即F= 。 5.簡諧運動： （1）定義：物體在跟偏離平衡位置的位移大小 并且總 的作用下的振動，叫簡諧運動。 （2）簡諧運動的特點： A.回復力F= ,即為振動方向的合外力，回復力一定是 力 B．加速度a= ，簡諧運動是一種 運動，加速度總是跟 成正比，而方向 ，總指向 。 6.一次

4、全振動： 如圖所示，一物體以O點為平衡位置，在水平方向上做機械振動，物體先后兩次以相同大小和方向的速度通過同一位置P，這一過程就是一次全振動的過程。 三． 振動過程中，有關物理量的變化 1.位移X：位移是 量，方向由 ，指向 ，振動過程中位移做 變化，在平衡位置時，位移是 ，在彈簧形變最大時，位移 。 2.回復力F:矢量，方向 ，大小由 決定，在平衡位置o點，回復力 。 3.加速度a：由F=ma知，同回復力 4．速度V：矢量，方向即振子運動方向，在平衡位置v

5、 ，在最大位移處為 5.動能EK：標量，大小變化同速度 6.勢能EP：標量，大小變化同位移。 例1.對圖4-12所示的彈簧振子的振動過程，回答以下問題： （1） 當振子接連先后兩次經(jīng)過同一位置C點時的位移，回復力以及加速度是否相同？ （2） 當振子接連先后經(jīng)過與平衡位置O對稱的C,D兩點時，上述物理量是否相同？ （3） 當振子由平衡位置向最大位移處運動時，以上各物理量如何變化？ 練習1。一個彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運動，其中有兩時刻彈簧振子的彈力大小相等，但方向相反，則這兩個時刻振子的（ ） A． 速度一定大小相等方向相反 B． 加速度一定大小相等

6、方向相反 C． 位移一定大小相等方向相反 D． 以上三項都不一定 練習2.判斷下列說法的正誤： A. 在變力作用下的運動一定是機械振動 B. 做機械振動的物體，其加速度的方向與位移的方向在每一時刻都相反 C. 做機械振動的物體，速度增大時，加速度減小。 D. 振動物體兩次經(jīng)過平衡位置的過程叫一次全振動。 第六節(jié) 描述振動的物理量 一． 振幅A： 1. 定義：振動物理離開 2. 物理意義：描述振動 的物理量 3. 振幅是個 量，它不是最大位移

7、二．周期和頻率 1.一次全振動： 2.周期：振動物體完成 叫周期，單位 3.頻率：單位時間內(nèi) 叫頻率，單位 4.周期與頻率的關系： 5.物理意義：描述振動 的物理量 6.物體的振動頻率是由 決定，與 ，所以又叫 例1.將一水平放置的彈簧振子將一水平放置的彈簧振子從平衡位置向右拉開4cm后放手，讓它做振動。已知從放手到回到平衡位置的時間為0.

8、1S，求： （1） 彈簧振子的振幅，周期，頻率。 （2） 2S內(nèi)完成全振動的次數(shù)。 （3） 振子從開始運動經(jīng)2.5S的位移大小。此時正要向哪個方向做怎樣的運動？ （4） 振子經(jīng)5S通過的路程。 （5） 將彈簧振子從平衡位置向右拉開6CM后釋放，運動過程中的振幅，周期，頻率變?yōu)槎啻螅? 例2.一質(zhì)點做簡諧運動，先后以相同的速度通過ab兩點，歷時1S，經(jīng)過b點后再經(jīng)1S質(zhì)點反向通過b點，該質(zhì)點在這2S內(nèi)所走的路程為6CM，則質(zhì)點的振動周期與振幅為（ ） A．4S 3CM B.3 S 4 CM C 2 S 3 CM D.3 S 2 C

9、M 練習1.如圖，振動質(zhì)點做簡諧運動，先后以大小相同而方向相反的加速度通過AB兩點，歷時2S，過B又經(jīng)2S，仍以相同的加速度再經(jīng)B點，則其振動周期為 S 2.一個做簡諧運動的質(zhì)點，振動頻率2.5HZ，振幅為4CM，若從平衡位置開始計時，則經(jīng)過2S，質(zhì)點完成了 次全振動，質(zhì)點通過的位移是 M，通過的路程是 M 3.下列物理量中： （1）描述物體振動快慢的事（ ） （2）描述物體振動強弱的事（ ） A.頻率 B回復力 C.振幅 D.速度 4.一個做機械振動的物體，由平衡位置向最大位移處運動

10、時，下列說法正確的是（ ） A．物體的位移逐漸變大 B．物體的速度逐漸變大。 C．物體的回復力逐漸變小 D．物體的周期逐漸減小 5.振動的物體在1.2S時間內(nèi)完成了30次全振動，求它的振動周期和頻率 6課本圖4-25中，設彈簧振子的振幅為0.1m，周期為4S，彈簧原長為0.5m，而且開始時小球位于最左的位置，初速度為零。經(jīng)過3.5個周期的瞬時，小球位于何處？此時小球相對于平衡位置的位移是多少？相對于出發(fā)點的位移又是多少？彈簧總長度是多少？在這3.5個周期內(nèi)，小球經(jīng)過的路程是多少？ 7將一水平放置的彈簧振子從平衡位置向右拉開1CM后釋放，振子做振動。若第一次到平衡位置的時間為0.1S，則該振子的振幅為 ，周期為 S，頻率為 ，振子在1S內(nèi)的路程為 CM,正要向 （選填，“左”，“右”）做 （選填“加速”“減速”）運動 8.某彈簧振子做振動，先后以相同速度通過相距10cm的A，B兩點，歷時0.2秒，再從B點回到A點的最短時間為0.4秒，則： （1）平衡位置在何處？ （2）振子的運動周期及頻率是多少？