第二章 机械振动

第一节

机械振动   简谐振动

一、机械振动

弹簧振子小球套在水平光滑金属杆上,轻质螺旋弹簧一端固定,另一端与小球连接,构成的最简单的振动系统

O 点在运动方向上合力为零,在物理学中称为平衡位置

物体在某一位置附近的往复运动称为机械振动,简称振动。

第一节

机械振动   简谐振动

二、振动图像

小球相对平衡位置的位移与时间的关系图像(\(x-t\) 图像)

全振动:振动的物体从某一位置出发到第一次回到该位置,并保持与出发时相同运动方向的过程

第一节

机械振动   简谐振动

三、简谐振动

弹簧振子的振动图像与正弦或余弦图像一致。弹簧振子的这种振动称为简谐运动simple harmonic motion。简谐运动是最简单、最基本的振动。一切复杂的振动都可以看作是由若干个不同的简谐运动合成的。

第一节

机械振动   简谐振动

三、简谐振动

描述振动的物理量

x = A\cos \left( {\frac{{2\pi }}{T}t} \right)

振幅 \(A\)

周期 \(T\)

第二节

简谐运动的回复力和能量

一、回复力

第二节

简谐运动的回复力和能量

二、简谐运动中的能量

第二节

简谐运动的回复力和能量

第三节

单摆

第四节

受迫振动  共振

第四章A 匀速圆周运动

生活中常见的圆周运动

2、质点做圆周运动的条件

3、圆周运动的快慢

线速度的方向

在旋转陀螺表面滴几滴带颜色的水

旋转砂轮上飞溅的火星

线速度的方向

3、圆周运动的快慢

线速度的方向

3、圆周运动的快慢

第四章B 线速度与角速度的关系

第四章C 机械振动

振子位置 O→B B→O O→A A→O
位移x 方向
大小
速度v 方向
大小

自主探究水平弹簧振子的运动情况

振动物体的位移特点

方向:从O指向振子所在的位置。

大小:离O越远,位移越大。

振动物体的速度特点:

 

方向:就是物体的运动方向
大小:在O点速度最大,在A、B点速度最小

振子位置 O→B B→O O→A ​A→O
弹力F 方向
大小
加速度 方向
大小

自主探究水平弹簧振子的受力情况

振动物体受到弹力的方向的特点:

方向:始终指向平衡位置O。

弹力方向与位移方向的关系 :

方向:相反。

弹力大小与位移大小的关系 :

大小:弹力随位移的增大而增大。

振子位置
O→B
B→O O→A A→O
位移x 方向
大小
速度v 方向
大小
弹力F 方向
大小
加速度 方向
大小

请用光滑曲线在图上连接各时刻小球球心的位置

三、拓展练习

  1、观察生活中哪些振动是对人体有利的,哪些振动是对人体有害的?

  2、阅读教材P17“STS” ,去寻找一个看不出振动,而实际却在振动的物体。

  3、发现一个奇特的振动,把它记录下来,并加以描述,下节课分享。

第四章D 机械波的产生

生活中常见的机械波

抖动的纱巾呈现波形

水波

可视化的声波

一、机械波的形成

机械振动在介质中由近及远的传播就形成了机械波

把细绳的每一小段都简化为一个质点

一、机械波的形成

质点本身并不发生迁移

一、机械波的形成

二、机械波产生和传播的条件

运动形式 产生条件
匀速圆周运动
机械振动

机械波


 

受到向心力

受到回复力

1、波源

2、介质

空气

(介质)

声带

(波源)

三、横波

质点的振动方向与波的传播方向相互垂直,这样的波叫做横波。

三、横波

波是匀速平移的

第四章E 机械波的描述

一、波的图像

反映各质点在同一时间不同位移的曲线

二、波长

偏离平衡位置的位移和速度 总是相同的两个 相邻质点间的距离。

三、频率和周期

波在一个周期内传播的距离为一个波长

四、波速

波速由介质决定

介质 声速
空气 约340m/s
约1500m/s
钢铁 约5000m/s

五、波速和波长、频率的关系

v=\frac \lambda T=\lambda f

五、波速和波长、频率的关系

波速由介质决定

介质 声速
空气 约340m/s
约1500m/s
钢铁 约5000m/s

频率(周期)由波源决定

事实:如一男孩的声波由空气传入水中,在水中听到的依然是男孩的声音,绝不会误以为是女孩的声音。

波长由波源、介质两者共同决定

试解释:波源的频率变化,波长也会随之变化

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