【湖南成考】高起點(diǎn)復(fù)習(xí)資料物理--機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波
機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波
1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
(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(dòng),叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).
(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng),在平衡位置時(shí),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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量
①位移x:由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段,是矢量,其最大值等于振幅.
②振幅A:振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離,是標(biāo)量,表示振動(dòng)的強(qiáng)弱.
③周期T和頻率f:表示振動(dòng)快慢的物理量,二者互為倒數(shù)關(guān)系,即T=1/f.
(4)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像
①意義:表示振動(dòng)物體位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,注意振動(dòng)圖像不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡.
②特點(diǎn):簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像是正弦(或余弦)曲線.
③應(yīng)用:可直觀地讀取振幅A、周期T以及各時(shí)刻的位移x,判定回復(fù)力、加速度方向,判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)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:擺線的質(zhì)量不計(jì)且不可伸長(zhǎng),擺球的直徑比擺線的長(zhǎng)度小得多,擺球可視為質(zhì)點(diǎn).單擺是一種理想化模型.
(1)單擺的振動(dòng)可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是:最大擺角α<5°.
(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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺的周期公式為:T=2π
①在振幅很小的條件下,單擺的振動(dòng)周期跟振幅無關(guān).
②單擺的振動(dòng)周期跟擺球的質(zhì)量無關(guān),只與擺長(zhǎng)L和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭有關(guān).
③擺長(zhǎng)L是指懸點(diǎn)到擺球重心間的距離,在某些變形單擺中,擺長(zhǎng)L應(yīng)理解為等效擺長(zhǎng),重力加速度應(yīng)理解為
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