機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波知識(shí)點(diǎn)

1、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波知識(shí)點(diǎn)【篇一：機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波知識(shí)點(diǎn)】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 .振幅 a:振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，是標(biāo)量，表示振動(dòng)的強(qiáng)弱.周期 t 和頻率 f: 表示振動(dòng)快慢的

2、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 .特點(diǎn):簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)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(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(wú)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

3、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 .（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 :在振幅很小的條件下，單擺的振動(dòng)周期跟振幅無(wú)關(guān) .單擺的振動(dòng)周期跟擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，只與擺長(zhǎng) l 和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g 有關(guān).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(shí)擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值） .4.受迫振動(dòng)（1）受迫振動(dòng) :振動(dòng)系統(tǒng)在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng) .

4、（2）受迫振動(dòng)的特點(diǎn) :受迫振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān) .（3）共振 :當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)物體的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振 .共振的條件 :驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率 . .（1）機(jī)械波產(chǎn)生的條件 :波源 ;介質(zhì)（2）機(jī)械波的分類(lèi)橫波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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(diǎn)振動(dòng)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 .注意氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體、液體不能傳播橫波.（3）機(jī)械波的特點(diǎn)機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量 .質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附

5、近振動(dòng)，并不隨波遷移 .介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和頻率都與波源的振動(dòng)周期和頻率相同 .離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng) .6.波長(zhǎng)、波速和頻率及其關(guān)系（1）波長(zhǎng) :兩個(gè)相鄰的且在振動(dòng)過(guò)程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng) .振動(dòng)在一個(gè)周期里在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng).（2）波速 :波的傳播速率 .機(jī)械波的傳播速率由介質(zhì)決定，與波源無(wú)關(guān).（3）頻率 :波的頻率始終等于波源的振動(dòng)頻率，與介質(zhì)無(wú)關(guān) .7. 波動(dòng)圖像 :表示波的傳播方向上，介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移 .當(dāng)波源作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在介質(zhì)中形成簡(jiǎn)諧波，其波動(dòng)圖像為正弦或余弦曲線 .（1）由波的圖像可獲取

6、的信息從圖像可以直接讀出振幅（注意單位）從圖像可以直接讀出波長(zhǎng)（注意單位） .可求任一點(diǎn)在該時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移（包括大小和方向）在波速方向已知（或已知波源方位）時(shí)可確定各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向 .可以確定各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度方向（加速度總是指向平衡位置）（2）波動(dòng)圖像與振動(dòng)圖像的比較：8.波動(dòng)問(wèn)題多解性波的傳播過(guò)程中時(shí)間上的周期性、空間上的周期性以及傳播方向上的雙向性是導(dǎo)致 “波動(dòng)問(wèn)題多解性 ”的主要原因 .若題目假設(shè)一定的條件，可使無(wú)限系列解轉(zhuǎn)化為有限或惟一解9.波的衍射波在傳播過(guò)程中偏離直線傳播，繞過(guò)障礙物的現(xiàn)象 .衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯的差異 .波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是

7、 :障礙物（或小孔）的尺寸比波的波長(zhǎng)小或能夠與波長(zhǎng)差不多 .10. 波的疊加幾列波相遇時(shí)，每列波能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是在重疊的區(qū)域里，任一質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和 .兩列波相遇前、相遇過(guò)程中、相遇后，各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生任何變化，這是波的獨(dú)立性原理 .11. 波的干涉 :頻率相同的兩列波疊加，某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象，叫波的干涉 .產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件 :兩列波的頻率相同，振動(dòng)情況穩(wěn)定 .注意干涉時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域或振動(dòng)減弱區(qū)域的空間位置是不變的，加強(qiáng)區(qū)域中心質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之和，減弱區(qū)域中心質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之差 .12. 聲波（1）空氣中的聲波是縱波，傳播速度為 340m/s.（2）能夠引起人耳感覺(jué)的聲波頻率范圍是 :20 20000hz.（3）超聲波 :頻率高于 20000hz 的聲波.超聲波的重要性質(zhì)有 :波長(zhǎng)短，不容易發(fā)生衍射，基本上能直線傳播，因此可以使能量定向集中傳播 ;穿透能力強(qiáng) .對(duì)超聲波的利用 :用聲納探測(cè)潛艇、魚(yú)群，探察金屬內(nèi)部的缺陷 ;利用超聲波碎石治療膽結(jié)石、腎結(jié)石等 ;利用 “b超”探察人體內(nèi)病