第十一章機械振動

1、第十一章第十一章 機械振動機械振動復習回顧復習回顧高中階段我們學過的高中階段我們學過的運動形式運動形式有哪些有哪些? ?提示：按運動軌跡分類提示：按運動軌跡分類直線運動直線運動曲線運動曲線運動勻速直線運動勻速直線運動變速直線運動變速直線運動勻變速直線運動勻變速直線運動變加速直線運動變加速直線運動拋體運動拋體運動圓周運動圓周運動平拋運動平拋運動斜拋運動斜拋運動勻速圓周運動勻速圓周運動變速圓周運動變速圓周運動勻變速直線運動勻變速直線運動1、定義法：、定義法：沿著一條直線運動，沿著一條直線運動， 且加速度不變的運動。且加速度不變的運動。 2、圖象法：、圖象法：x-t圖象、圖象、v-t圖象圖象 3、公

2、式法：、公式法：速度公式、位移公式速度公式、位移公式Main Idea運動的共同特點一、機械振動一、機械振動2.特點特點:(1)平衡位置平衡位置振動停止時物體所在的位置振動停止時物體所在的位置.-“對稱性對稱性”(2)往復運動往復運動 -“周期性周期性” 物體在平衡位置附近的往復運動物體在平衡位置附近的往復運動1.定義定義:例題例題1：下列運動中屬于機械振動的有 （ ）A、樹枝在風的作用下的運動B、豎直向上拋出的物體的運動C、說話時聲帶的振動D、爆炸聲引起的窗扇的運動 你能再舉出一些例子嗎？你能再舉出一些例子嗎？ACD 條件條件(理想化理想化) ： 小球看成質(zhì)點小球看成質(zhì)點 忽略彈簧質(zhì)量忽略彈

3、簧質(zhì)量 忽略摩擦力忽略摩擦力 思考：思考：振子的運動是怎樣一種運動呢？振子的運動是怎樣一種運動呢？二、彈簧振子二、彈簧振子定義定義:小球和彈簧所組成的系統(tǒng)小球和彈簧所組成的系統(tǒng).理想化模型理想化模型彈簧彈簧+ +小球小球三、振動圖像三、振動圖像(位移位移-時間圖象時間圖象)1、位移、位移x:振動物體的位移振動物體的位移x用從用從平衡位平衡位置置指向物體所在位置的有向線段表示指向物體所在位置的有向線段表示. 如圖示，是振子在如圖示，是振子在A、B位置的位移位置的位移xA和和xB 坐標原點坐標原點0平衡位置平衡位置橫坐標橫坐標t振動時間振動時間縱坐標縱坐標x振子偏離平衡位置的位移振子偏離平衡位置的

4、位移規(guī)定在規(guī)定在0點右邊時位移為正，左邊時位移為負點右邊時位移為正，左邊時位移為負.2、畫法、畫法:三、振動圖像三、振動圖像(位移位移-時間圖象時間圖象)三、振動圖像三、振動圖像(位移位移-時間圖象時間圖象)第一個第一個1/2周期：周期： 時間時間t(s)0t02t03t04t05t06t0位移位移x(cm）-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0第二個第二個1/2周期：周期：時間時間t(s)6t07t08t09t010t011t012t0位移位移x(cm)20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.0(1)描點法描點法2、畫法、畫法:如如何何改改進？進？如圖

5、是彈簧振子的頻閃如圖是彈簧振子的頻閃照片，頻閃儀每隔照片，頻閃儀每隔_s閃光一次，閃光的瞬間閃光一次，閃光的瞬間振子被照亮，拍攝時底振子被照亮，拍攝時底片從下向上片從下向上_運動，因運動，因此在底片上留下了小球此在底片上留下了小球和彈簧的一系列的像，和彈簧的一系列的像，相鄰兩個像之間相隔相鄰兩個像之間相隔_s。 (2)記記錄錄法法豎直方向彈簧振子的震動圖像類似應用類似應用繪制地震曲線的裝置繪制地震曲線的裝置 我們所得到的小球運動我們所得到的小球運動的的xt圖象很像正弦曲線，圖象很像正弦曲線，是不是這樣呢？你用什么方是不是這樣呢？你用什么方法來檢驗？法來檢驗？思考思考3、驗證、驗證:方法一方法一

6、 驗證法驗證法: 假定是正弦曲線，可用刻度尺測量它的振幅和假定是正弦曲線，可用刻度尺測量它的振幅和周期，寫出對應的表達式，然后在曲線中選小球的周期，寫出對應的表達式，然后在曲線中選小球的若干個位置，用刻度尺在圖中測量它們的橫坐標和若干個位置，用刻度尺在圖中測量它們的橫坐標和縱坐標，代入所寫出的正弦函數(shù)表達式中進行檢驗，縱坐標，代入所寫出的正弦函數(shù)表達式中進行檢驗，看一看這條曲線是否真的是一條正弦曲線。看一看這條曲線是否真的是一條正弦曲線。 方法二方法二 擬合法擬合法: :在圖中，測量小球在各個位置的橫坐標和縱坐標，在圖中，測量小球在各個位置的橫坐標和縱坐標，把測量值輸入計算機中作出這條曲線，然

7、后按照計把測量值輸入計算機中作出這條曲線，然后按照計算機提示用一個周期性函數(shù)擬合這條曲線，看一看算機提示用一個周期性函數(shù)擬合這條曲線，看一看彈簧振子的位移彈簧振子的位移時間的關(guān)系可以用什么函數(shù)表示。時間的關(guān)系可以用什么函數(shù)表示。結(jié)論：結(jié)論：彈簧振子的振動圖像彈簧振子的振動圖像是一條正弦曲線是一條正弦曲線. 四、簡諧運動四、簡諧運動1、定義：、定義： 質(zhì)點的位移隨時間按質(zhì)點的位移隨時間按正弦規(guī)律變化的振動正弦規(guī)律變化的振動.如：彈簧振子的運動等。如：彈簧振子的運動等。簡諧運動是最簡單、最基本的振動。簡諧運動是最簡單、最基本的振動。 2、振動圖象、振動圖象(x-t圖象圖象)橫坐標橫坐標時間；縱坐標

8、時間；縱坐標偏離平衡位置的位移偏離平衡位置的位移 四、簡諧運動四、簡諧運動振動圖象是一條正弦曲線振動圖象是一條正弦曲線. .思考思考1、簡諧運動的圖象就是物體的、簡諧運動的圖象就是物體的運動軌跡嗎？運動軌跡嗎？2、由簡諧運動的圖象判斷簡諧、由簡諧運動的圖象判斷簡諧運動屬于下列哪一種運動？運動屬于下列哪一種運動？A、勻變速運動勻變速運動 B、勻速直線運動勻速直線運動 C、變加速運動變加速運動 D、勻加速直線運動勻加速直線運動 3. 位移、速度特點位移、速度特點位移：位移：方向始終背離平衡位置，每經(jīng)過平衡位方向始終背離平衡位置，每經(jīng)過平衡位置位移方向發(fā)生改變；遠離平衡位置時置位移方向發(fā)生改變；遠離

9、平衡位置時位移增大，靠近平衡位置時位移減小。位移增大，靠近平衡位置時位移減小。速度：速度：每經(jīng)過最大距離處速度方向發(fā)生改變，遠每經(jīng)過最大距離處速度方向發(fā)生改變，遠離平衡位置（位移增大）時速度方向和位離平衡位置（位移增大）時速度方向和位移方向相同，靠近平衡位置（位移減?。┮品较蛳嗤拷胶馕恢茫ㄎ灰茰p?。r速度方向和位移方向相反。時速度方向和位移方向相反。例題例題2：某一彈簧振子的振動圖象如圖所示，某一彈簧振子的振動圖象如圖所示，則由圖象判斷下列說法正確的是（則由圖象判斷下列說法正確的是（ ）A、振子偏離平衡位置的最大距離為、振子偏離平衡位置的最大距離為10cmB、1s到到2s的時間內(nèi)振子向平

10、衡位置運動的時間內(nèi)振子向平衡位置運動C、2s時和時和3s時振子的位移相等，運動方向也相時振子的位移相等，運動方向也相同同D、振子在、振子在2s內(nèi)完成一次往復性運動內(nèi)完成一次往復性運動1050-5-10t/sx/cm1 2 3 4 5 6AB某彈簧振子的振動圖象如圖所示，根據(jù)圖象判斷。下列某彈簧振子的振動圖象如圖所示，根據(jù)圖象判斷。下列說法正確的是（說法正確的是（ ）A、第、第1s內(nèi)振子相對于平衡位置的位移與速度方向相反內(nèi)振子相對于平衡位置的位移與速度方向相反B、第、第2s末振子相對于平衡位置的位移為末振子相對于平衡位置的位移為-20cmC、第、第2s末和第末和第3s末振子相對于平衡位置的位移均

11、相同，末振子相對于平衡位置的位移均相同，但瞬時速度方向相反但瞬時速度方向相反D、第、第1s內(nèi)和第內(nèi)和第2s內(nèi)振子相對于平衡位置的位移方向相同，內(nèi)振子相對于平衡位置的位移方向相同，瞬時速度方向相反。瞬時速度方向相反。 20-20t/sx/cm0 1 2 3 4 5 6D練習練習五、簡諧運動與勻速圓周運動的關(guān)系五、簡諧運動與勻速圓周運動的關(guān)系一、機械振動：一、機械振動： 1.定義定義:物體在平衡位置附近所做的往復運動物體在平衡位置附近所做的往復運動. 2.特點特點: 對稱性對稱性; 周期性周期性.二、彈簧振子模型：二、彈簧振子模型： 1.小球看成質(zhì)點小球看成質(zhì)點; 2.忽略彈簧質(zhì)量忽略彈簧質(zhì)量; 3.忽略摩擦力