高二物理《机械振动和机械波》一
1.机械振动
2.简谐运动
3.受迫振动、共振

一.机械振动
1.机械振动:物体或物体的一部分在平衡位置附近来回做往复运动叫机械振动。
(1)机械振动的条件:①受到回复力的作用;②阻力足够小
(2)平衡位置:两种理解:①振动停止时物体所在的位置;②回复力为零的位置;
(3)回复力:使振动物体回到平衡位置的力叫回复力。回复力是按效果命名的力。可以是一个力或力的分力,也可以是几个力的合力。它的方向总是指向平衡位置。
2.表征振动的物理量。
(1)振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离叫振幅;单位:m;反映振动强弱。
注意:位移、振幅都是从平衡位置计算的,位移是由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段,矢量;而振幅是标量。
(2)周期T:振动物体完成一次全振动所需时间,叫做一个周期。单位是秒(S)。
注意:完成一次全振动是指振动物体的位移、速度均回复到原来的大小和方向。
(3) 频率f:物体在单位时间内完成全振动的次数叫频率。单位:赫兹(Hz),
注意:周期和频率都可用来表示振动的快慢,周期越小,频率越大,表示振动越快。
两者间存在如下关系
二.简谐运动
1.基本内容:
(1)动力学特征:。式中的“k”表示回复力与位移的比例常数;“x”是相对平衡位置的位移;“-”表示回复力方向始终与位移方向相反。
(2)运动学特征:振动位移随时间按正弦或余弦规律变化,加速度方向跟位移方向相反。

例1.弹簧振子做等幅振动,当振子每次经过同一位置时,不一定相等的物理量是(  )
A.速度  B.加速度
C.动能  D.弹簧势能  E.动量
解:振子每次经过同一个位置时,位移相同,所以回复力相同,加速度也当然相同。另外速度大小一定相等,但方向可能不同,所以动能一定相等,但动量不同,在此过程中,机械能守恒,所以弹簧势能一定相等。所以,选择:AE。


3.一个质点在平衡位置O点附近做简谐振动。若从O点开始计时,经过3s时质点第一次经过M点(如图所示),再继续运动,又经过2s后,它第二次经过M点,则该质点第三次经过M点所需的时间是(  )
A.8s B.4s C.14s D.
解:设图中a、b两点为质点振动过程中的最大位移处,若开始计时时刻质点从O点向右运动,由O→M运动过程历时3s,M→b→M过程历时2s,显然 ∴T=16s;质点第三次经过M点所需时间Δt=T-2=14s。故选项C正确。
同理,若开始计时时刻质点O开始向左运动,由O→a→O→M,历时3s,则M→b→M历时2s,所以 ∴T=;质点第三次经过M点所需时间Δt=T-2= 。故项D正确
综上:选CD