機械振動與機械波知識點

1、機械振動與機械波知識點【篇一：機械振動與機械波知識點】1.簡諧運動（1）定義 :物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動，叫做簡諧運動 .（2）簡諧運動的特征 :回復(fù)力 f=-kx ，加速度 a=-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 .（3）描述簡諧運動的物理量位移 x: 由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段，是矢量，其最大值等于振幅 .振幅 a:振動物體離開平衡位置的最大距離，是標(biāo)量，表示振動的強弱.周期 t 和頻率 f: 表示振動快慢的

2、物理量，二者互為倒數(shù)關(guān)系，即 t=1/f.（4）簡諧運動的圖像意義:表示振動物體位移隨時間變化的規(guī)律，注意振動圖像不是質(zhì)點的運動軌跡 .特點:簡諧運動的圖像是正弦（或余弦）曲線 .應(yīng)用:可直觀地讀取振幅 a、周期 t 以及各時刻的位移 x，判定回復(fù)力、加速度方向，判定某段時間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況 .2.彈簧振子 :周期和頻率只取決于彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量，與其放置的環(huán)境和放置的方式無任何關(guān)系 .如某一彈簧振子做簡諧運動時的周期為 t，不管把它放在地球上、月球上還是衛(wèi)星中 ;是水平放置、傾斜放置還是豎直放置 ;振幅是大還是小，它的周期就都是 t.3.單擺:擺線的

3、質(zhì)量不計且不可伸長，擺球的直徑比擺線的長度小得多，擺球可視為質(zhì)點 .單擺是一種理想化模型 .（2）單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力 .（3）作簡諧運動的單擺的周期公式為 :在振幅很小的條件下，單擺的振動周期跟振幅無關(guān) .單擺的振動周期跟擺球的質(zhì)量無關(guān)，只與擺長 l 和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g 有關(guān).擺長 l 是指懸點到擺球重心間的距離，在某些變形單擺中，擺長 l應(yīng)理解為等效擺長，重力加速度應(yīng)理解為等效重力加速度（一般情況下，等效重力加速度 g 等于擺球靜止在平衡位置時擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值） .4.受迫振動（1）受迫振動 :振動系統(tǒng)在周期性驅(qū)動力作用下的振動叫受迫振動 .

4、（2）受迫振動的特點 :受迫振動穩(wěn)定時，系統(tǒng)振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān) .（3）共振 :當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時，振動物體的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振 .共振的條件 :驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率 . .（1）機械波產(chǎn)生的條件 :波源 ;介質(zhì)（2）機械波的分類橫波:質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波 .橫波有凸部（波峰）和凹部（波谷） .縱波:質(zhì)點振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波 .縱波有密部和疏部 .注意氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體、液體不能傳播橫波.（3）機械波的特點機械波傳播的是振動形式和能量 .質(zhì)點只在各自的平衡位置附

5、近振動，并不隨波遷移 .介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同 .離波源近的質(zhì)點帶動離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點依次振動 .6.波長、波速和頻率及其關(guān)系（1）波長 :兩個相鄰的且在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點間的距離叫波長 .振動在一個周期里在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長.（2）波速 :波的傳播速率 .機械波的傳播速率由介質(zhì)決定，與波源無關(guān).（3）頻率 :波的頻率始終等于波源的振動頻率，與介質(zhì)無關(guān) .7. 波動圖像 :表示波的傳播方向上，介質(zhì)中的各個質(zhì)點在同一時刻相對平衡位置的位移 .當(dāng)波源作簡諧運動時，它在介質(zhì)中形成簡諧波，其波動圖像為正弦或余弦曲線 .（1）由波的圖像可獲取

6、的信息從圖像可以直接讀出振幅（注意單位）從圖像可以直接讀出波長（注意單位） .可求任一點在該時刻相對平衡位置的位移（包括大小和方向）在波速方向已知（或已知波源方位）時可確定各質(zhì)點在該時刻的振動方向 .可以確定各質(zhì)點振動的加速度方向（加速度總是指向平衡位置）（2）波動圖像與振動圖像的比較：8.波動問題多解性波的傳播過程中時間上的周期性、空間上的周期性以及傳播方向上的雙向性是導(dǎo)致 “波動問題多解性 ”的主要原因 .若題目假設(shè)一定的條件，可使無限系列解轉(zhuǎn)化為有限或惟一解9.波的衍射波在傳播過程中偏離直線傳播，繞過障礙物的現(xiàn)象 .衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯的差異 .波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是

7、 :障礙物（或小孔）的尺寸比波的波長小或能夠與波長差不多 .10. 波的疊加幾列波相遇時，每列波能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是在重疊的區(qū)域里，任一質(zhì)點的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和 .兩列波相遇前、相遇過程中、相遇后，各自的運動狀態(tài)不發(fā)生任何變化，這是波的獨立性原理 .11. 波的干涉 :頻率相同的兩列波疊加，某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象，叫波的干涉 .產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件 :兩列波的頻率相同，振動情況穩(wěn)定 .注意干涉時，振動加強區(qū)域或振動減弱區(qū)域的空間位置是不變的，加強區(qū)域中心質(zhì)點的振幅等于兩列波的振幅之和，減弱區(qū)域中心質(zhì)點的振幅等于兩列波的振幅之差 .12. 聲波（1）空氣中的聲波是縱波，傳播速度為 340m/s.（2）能夠引起人耳感覺的聲波頻率范圍是 :20 20000hz.（3）超聲波 :頻率高于 20000hz 的聲波.超聲波的重要性質(zhì)有 :波長短，不容易發(fā)生衍射，基本上能直線傳播，因此可以使能量定向集中傳播 ;穿透能力強 .對超聲波的利用 :用聲納探測潛艇、魚群，探察金屬內(nèi)部的缺陷 ;利用超聲波碎石治療膽結(jié)石、腎結(jié)石等 ;利用 “b超”探察人體內(nèi)病