產(chǎn)品目錄
Products一、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，又稱簡諧振動。
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，速度大，加速度為零;在大位移處，速度為零，加速度大。
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，其大值等于振幅。
振幅A：振動物體離開平衡位置的大距離，是標量，表示振動的強弱。
周期T 和頻率f：表示振動快慢的物理量，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。
二、彈簧振子
定義
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。
三、單擺
1. 定義
擺線的質(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. 可看作簡諧運動的條件
大擺角α<5°。
3. 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。
4. 周期公式
作簡諧運動的單擺的周期公式為：T=2π。
· 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?shù)氐闹亓铀俣萭 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)。
四、受迫振動
1. 定義
振動系統(tǒng)在周期性驅(qū)動力作用下的振動，叫受迫振動。
2. 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。
五、機械波
1. 定義
機械振動在介質(zhì)中的傳播，形成機械波。
2. 產(chǎn)生的條件
機械波產(chǎn)生的條件分為：波源和介質(zhì)。
3. 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。
需要注意的是，氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體、液體不能傳播橫波。
4. 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)點帶動離波源遠的質(zhì)點依次振動。
六、波長、波速和頻率的關(guān)系
1. 波長
兩個相鄰的且在振動過程中對平衡的位移總是相等的質(zhì)點間的距離，叫做波長。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)。
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