机械振动课件

机械振动课件第1页，共16页，2023年，2月20日，星期一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（θ＜5度）阻尼振动受迫振动本章知识网络：第2页，共16页，2023年，2月20日，星期一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，共16页，2023年，2月20日，星期一※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，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，共16页，2023年，2月20日，星期一※、做机械振动的条件：㈠、物体一离开平衡位置，就要受到回复力作用。㈡、摩擦阻力足够小。※、表正机械振动的几个物理量⑴、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。⑵、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，共16页，2023年，2月20日，星期一⑶周期和频率：①物理意义：都是描述振动快慢程度的物理量。②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。③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2cm，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，共16页，2023年，2月20日，星期一今天我们要讲：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=4×2=8cm1、2、第7页，共16页，2023年，2月20日，星期一实验：连接FFOOAB前进第8页，共16页，2023年，2月20日，星期一FFOOAB对弹簧振子进行受力分析第9页，共16页，2023年，2月20日，星期一分析结果：平衡位置：O点就是弹簧振子的平衡位置。回复力：①方向总是指向平衡位置②大小F=－kx③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，共16页，2023年，2月20日，星期一※、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A－OO－OA—OO—A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，共16页，2023年，2月20日，星期一典型问题分析1、一弹簧振子做简谐振动，周期为T，下述正确的是A、若t时刻和（t+Δt）时刻振子运动位移的大小相等，方向相同，则Δt一定等于T的整数倍B、若t时刻和（t+Δt）时刻振子运动速度的大小相等，方向相同，则Δt一定等于T/2的整数倍C、若Δt=T，则在t时刻和（t+Δt）时刻振子运动的加速度一定相等D、若Δt=T/2，则在t时刻和（t+Δt）时刻弹簧的长度一定相等（C）第12页，共16页，2023年，2月20日，星期一2、光滑槽的半径为R，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，其中甲球开始释放离圆槽最低点O较远些，则它们第一次相遇的地点是在A、O点B、O点偏甲C、O点偏乙D、无法确定，因为它们的质量关系未知（A）第13页，共16页，2023年，2月20日，星期一3、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，当振动平台处于什么位置时，物体对台面的正压力最大A、当振动平台运动到最高点时B、当振动平台向下运动过振动中心时C、当振动平台运动到最低点时D、当振动平台向上运动过振动中心时（C）第14页，共16页，2023年，2月20日，星期一小结：（1）简谐振动的特征和性质（2）描述振动的物理量（位移、速度、加速度、振幅