南京大學(xué)大學(xué)物理下課件-第9章振動

匯報人：鄭老師2023-12-31南京大學(xué)《大學(xué)物理（下》課件-第9章振動目錄振動的基本概念簡諧振動阻尼振動受迫振動共振01振動的基本概念振動的定義是指物體在某一中心位置附近往復(fù)運動的過程。振動是物理學(xué)中一個基本概念，它描述的是物體在某一中心位置附近反復(fù)運動的現(xiàn)象。這種運動通常包括來回的移動、擺動或顫動等形式。振動的定義詳細(xì)描述總結(jié)詞VS振動的分類主要依據(jù)其運動形式和規(guī)律，包括簡諧振動、受迫振動、自由振動等。詳細(xì)描述根據(jù)物體運動的規(guī)律和形式，振動可以分為多種類型。其中，簡諧振動是最簡單的一種，其運動規(guī)律可以用正弦或余弦函數(shù)表示。受迫振動則是在外部力的作用下產(chǎn)生的振動，其頻率和幅度取決于外部力的性質(zhì)。自由振動則是無外部力作用下的振動，其運動狀態(tài)由初始條件決定?？偨Y(jié)詞振動的分類振動的表示方法通常包括波形圖、振動曲線和振動方程等?？偨Y(jié)詞為了直觀地表示振動，我們通常使用波形圖或振動曲線來描述物體的運動狀態(tài)。波形圖可以顯示振動的幅度和相位隨時間的變化，而振動曲線則可以顯示物體在某一時刻的運動狀態(tài)。此外，我們還可以使用振動方程來描述振動的運動規(guī)律，從而進行更深入的分析和研究。詳細(xì)描述振動的表示方法02簡諧振動0102簡諧振動的定義簡諧振動是一種理想化的振動形式，廣泛應(yīng)用于物理學(xué)、工程學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域。簡諧振動是指一個物體在平衡位置附近所做的周期性往復(fù)運動。簡諧振動的運動方程通常表示為：x=A*sin(ωt+φ)，其中x表示位移，A表示振幅，ω表示角頻率，t表示時間，φ表示初相角。振幅、角頻率和初相角是描述簡諧振動的三個基本參數(shù)。振幅描述了振動的幅度大小，角頻率描述了振動的快慢，初相角則決定了初始時刻的振動狀態(tài)。簡諧振動的描述簡諧振動的能量是守恒的，其總能量等于動能和勢能之和。勢能E_p=kx^2/2=m×(ω×A)^2×cos^2(ωt+φ)，其中k表示彈簧的勁度系數(shù)。動能E_k=1/2m×v^2=1/2×m×(ω×A)^2×sin^2(ωt+φ)，其中v表示速度，m表示質(zhì)量。在振動過程中，動能和勢能不斷相互轉(zhuǎn)化，但總能量保持不變。簡諧振動的能量03阻尼振動阻尼振動是指系統(tǒng)受到阻力作用，使得振動的幅度逐漸減小的振動。阻尼振動通常出現(xiàn)在物理系統(tǒng)中，如振蕩器、機械振動等。阻尼振動的原因是系統(tǒng)與周圍介質(zhì)之間的相互作用，使得能量不斷被消耗。阻尼振動的定義阻尼振動可以用微分方程來描述，其中包含了阻尼項和恢復(fù)力項。阻尼系數(shù)是描述系統(tǒng)阻尼大小的參數(shù)，其值越大，振動的衰減越快。阻尼振動可以分為欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼三種狀態(tài)，不同狀態(tài)下振動的性質(zhì)不同。阻尼振動的描述在阻尼振動過程中，系統(tǒng)的能量不斷被消耗，最終將全部轉(zhuǎn)化為熱能。阻尼振動過程中能量的耗散機制包括空氣阻力、摩擦力等。阻尼振動能量的耗散與阻尼系數(shù)有關(guān)，阻尼系數(shù)越大，能量耗散越快。阻尼振動的能量04受迫振動受迫振動是指在外界周期性力的作用下，物體產(chǎn)生的周期性運動。這個外界力稱為驅(qū)動力，物體在驅(qū)動力作用下的振動稱為受迫振動。受迫振動是一種非自主的振動，其運動狀態(tài)由外界驅(qū)動力決定，而與物體的初始狀態(tài)無關(guān)。受迫振動的頻率等于外界驅(qū)動力頻率，而與物體的固有頻率無關(guān)。受迫振動的定義03通過測量和記錄振動曲線，可以對受迫振動的規(guī)律進行分析和描述。01受迫振動的運動狀態(tài)可以用振動曲線（即時間-位移曲線）來描述。02振動曲線可以顯示出物體在任意時刻的位移、速度和加速度等運動參數(shù)。受迫振動的描述

受迫振動的能量在受迫振動中，物體通過與外界的相互作用不斷吸收和釋放能量。驅(qū)動力對物體做正功時，物體獲得能量并轉(zhuǎn)化為動能和勢能；驅(qū)動力對物體做負(fù)功時，物體的能量釋放并轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。受迫振動的能量變化與物體的質(zhì)量、剛度和阻尼等因素有關(guān)。05共振共振的定義當(dāng)一個振動系統(tǒng)受到周期性變化的策動力的作用時，如果策動力頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等或接近時，振幅顯著增大的現(xiàn)象。共振的條件策動力頻率與系統(tǒng)固有頻率相等或接近。共振的特點振幅顯著增大，能量顯著增強。共振的定義共振曲線共振峰半峰寬共振頻率共振的描述01020304描述策動力頻率與系統(tǒng)振幅關(guān)系的曲線。共振曲線上的峰值點，表示系統(tǒng)在該策動力頻率下振幅最大。共振峰的半高寬度，表示系統(tǒng)在該頻率范圍內(nèi)的振動增強。策動力頻率與系統(tǒng)固有頻率相等或接近的值。振動成型利用共振原理，使模具在振動過程中產(chǎn)生較大的振幅，從而實現(xiàn)塑料、橡膠等材料的成型。振動破碎