機械振動ppt課件.ppt

1、第十一章簡并性運動，圖示我國返回式衛(wèi)星開展環(huán)境等結(jié)晶研究的裝載桶正在進行振動試驗。 主要講課：物理教室張孟Email:理解簡并性運動、教育要求1振幅、周期、相位，以及共振運動的速度、加速度等概念深入理解2簡并性共振的特征，建立共振方程式，理解其意義理解3簡并性共振的旋轉(zhuǎn)矢量法，分析討論問題4個同向， 理解同頻率的合成規(guī)則，理解相互垂直的共振運動的合成，機械振動：物體在一定位置附近進行的周期性往復運動振動：記述物質(zhì)的運動狀態(tài)的物理量在一定數(shù)值附近周期性變化。 物質(zhì)的普遍運動形式：簡并性運動：最簡單最基本的振動是各種形式的振動的基礎(chǔ)，11-1簡并性運動及其特征，彈簧振子及其運動解析(理想模型)，彈

2、簧振子的振動，平衡位置(o ) :物體受到的外力為零的位置。二簡并性運動的特點、一個運動特征、簡并性運動判據(jù)(可滿足任何一個)，注：量x不限于位移，可以是角度、電量、電壓、磁感應(yīng)強度廣義簡并性諧振運動、動力學特征、運動學特征，也可以是三種常見的簡并性運動，一個垂直彈簧振子，例如垂直懸簧證明物體的運動是簡并性運動。 以平衡位置為坐標原點，向下方向為正方向，創(chuàng)建坐標。 在任意位移y下，物體的運動是簡并性運動，在平衡位置中，當角位移小時(小于5 )，對雙擺、雙擺、簡并性運動方程式、振動量x隨著時間t變化的函數(shù)關(guān)系即x=進行研究，振蕩周期3周期、頻率、角頻率的物體一次完全振動為止的時間另外，將單位時間

3、內(nèi)物體完全振動的次數(shù)稱作頻率，用下式表示，單位Hz、角頻率(也稱作圓頻率)，單位為rad/s。 注：周期和頻率僅與振動系統(tǒng)自身的物理性質(zhì)有關(guān)。 由振動系統(tǒng)固有的屬性決定，所以稱為固有周期和固有振動頻率。 因此，彈簧振子的周期例如為心臟跳動80次/分鐘，周期為動物的心率(參考值，單位：Hz )、昆蟲的翅膀振動的頻率(Hz )、雌性蚊子355415雄性蚊子455600蒼蠅330的初始相位():確定初始時刻的簡并性運動物體的運動狀態(tài)，5 常數(shù)a和的決定，例1質(zhì)點沿x軸進行簡并性運動，平衡位置位于x軸原點，質(zhì)點完成一次全振動的時間為0.63s，求出以下情況下的振動方程式。 1)t=0時質(zhì)點通過原點，朝

4、向x軸向正方向運動，速率為0.6m/s。 2) t=0時質(zhì)點超過0.03m時，向x軸負方向運動，速率為0.6m/s。 解： (1)、振動方程式、(2)、振動方程式、思考問題：什么是簡并性運動？ 下一個運動是簡并性運動嗎？ 1完全彈性球在硬地面上的跳動小球沿著半徑大的光滑凹球面滾動(假設(shè)小球通過的弧短)。 兩個單擺與其平衡位置分開，引體向上線與垂直方向成小角度，然后放開該擺，從放開的時候開始補正時間，這個角度是振動的初相嗎？ 單擺的角速度是振動的角頻率嗎？ 6簡并性動能；1 )動能；2 )勢能；情況與動能相同。3 )根據(jù)機械能、簡并性共振系統(tǒng)機械能量守恒、初始能量求出振幅，根據(jù)能量守恒簡并性運動

5、差分方程(將能量守恒式導出到t )，以勢曲線、例質(zhì)量為物體，以振幅為簡并性運動，求出其最大加速度：解(1) 1振動量x隨時間推移而為佟弦(或正弦) 的規(guī)律變化，任一點的斜率為振動速度v，與2曲線的峰值(或谷)對應(yīng)的x值的大小為振幅a，3 t=0時振子的位置決定振動初始相位，4振子經(jīng)過1個周期完成1次振動，運動狀態(tài)恢復到初始狀態(tài)，經(jīng)過時間為t，=。 (k=0、1、2、)，兩振動步調(diào)相同，稱為同相，=(2k 1)，(k=0、1、2、)，兩振動步調(diào)相反，稱為反相，5振動曲線的圖像，注：進，延遲以小的相位角判斷、說明，比較同一振動的x、v、a的拓撲關(guān)系t :矢量a與t=0時的x軸的正方向所成的角，矢量

6、a的旋轉(zhuǎn)角速度，a :矢量a的模式(長度)，t :矢量a旋轉(zhuǎn)一周所需的時間，Acos(t ) :矢量a，t時刻向x軸的心理投射，注：旋轉(zhuǎn)矢量的應(yīng)用例以下的各振動的初相1)t=0時，且向x軸正方向移動2)t=0時，x=0且向x軸負方向移動。 3 )時刻t且向x軸負方向移動4 )時刻t、x=-A。 2根據(jù)初始相(相位)決定初始狀態(tài)(時刻t的狀態(tài))，求解振動方程式，創(chuàng)建振動曲線。、1根據(jù)初始條件(時刻t的狀態(tài))決定初始相(相位)，例如，如圖所示，在較輕的彈簧的右端，將物體、彈簧的強度系數(shù)、物體的質(zhì)量(1)物體從平衡位置向右牽引并停止后釋放，求出簡并性運動方程式(3)，如果物體不存在時的速度不是0，具

7、有向右方向的初始速度， 從解(1)、旋轉(zhuǎn)矢量圖可知，從解、旋轉(zhuǎn)矢量圖可知，(負符號表示速度沿著軸負方向)，(2)為了求出物體從初始位置初次通過時的速度，從旋轉(zhuǎn)矢量圖可知， 質(zhì)量為0.01kg的物體進行簡并性運動，其振幅為0.08m，周期為4s，開始時刻的物體位于x=0.04 m。(2)從開始位置移動到x=-0.04m所需的最短時間，代入，解(1)，根據(jù)代入上式，(2)從開始位置到處理所需的最短時間，解一是將從開始位置到處理所需的最短時間設(shè)為解二、開始時刻、時刻、11-3簡并性運動的合成、相同方向的相同頻率的簡并性的頻率還是(三角函數(shù))、1代數(shù)法、2旋轉(zhuǎn)矢量法，結(jié)論： 2個同方向同頻率簡并性運動

8、合成后也是簡并性運動，討論： 2個特殊情況，(1) 當兩個振動為同相21=2k(k=0、1、2 )且兩點的振動相互變強時，A=|A1-A2|，兩點的振動相互變?nèi)酰?1)相位差、(2)相位差、(3)一般而言，不是合振動、簡并性共振動，x1=Acos 1 t x2=Acos 2t 節(jié)拍頻率：每單位時間強弱變化的次數(shù)=|2-1|、合振突然變強或變?nèi)醯默F(xiàn)象節(jié)拍、相互正交的3個同頻率簡并性運動的合成、質(zhì)點運動軌跡、(1)或、振動的頻率和相位的測定方法，李薩如圖示，11-4阻尼振動強制振動、2阻尼振動的振動差分方程、c電阻系數(shù)、電阻、振動系統(tǒng)的固有角頻率、阻尼系數(shù)、3過阻尼、不充分衰減與臨界衰減、阻尼系數(shù)小、衰減不大時，可近似為振幅逐漸變小的簡并性運動；(1)不充分衰減，如果衰減大，則物體從最初的最大位移迅速接近平衡位置(2)過阻尼、(3)臨界衰減、二激振、系受力、彈力-kx、振動方程式、電阻、由振動系的周期性政策動力產(chǎn)生的振動、周期性政策動力、命令、振幅3360、初相：共振頻率：共振振幅