[理化生]機(jī)械振動與機(jī)械波-文庫吧
2025-01-04 08:40 本頁面
【正文】 。 共振曲線 f固 f A 物體作受迫振動時，同固有頻率無關(guān)，所以，受迫振動頻率不一定等于固有頻率。此時 f受迫 =f驅(qū) ≠f固 共振是受迫振動的特例。此時 f受迫 =f驅(qū) =f固 ，受迫振動振幅最大。 驅(qū)動力的頻率 受迫振動物體的振幅 簡諧運(yùn)動的圖像 t(s) x(cm) 10 0 10 作簡諧運(yùn)動物體的振動圖像是正弦（或余弦）曲線。如圖就是一個彈簧振子的振動圖像。 從圖中可以直接讀出作簡諧運(yùn)動物體振動的振幅和振動周期。根據(jù)周期又可以計算出振動的頻率。 從振動圖像中可以看出振子的位移和時間的對應(yīng)關(guān)系。如在t=，振子的位移是 x=10cm。 根據(jù)振動圖像可以判斷出振動質(zhì)點(diǎn)在每一時刻的速度方向和加速度方向。如圖中振子振動到 A點(diǎn)時，振子的位移沿 軸正方向，加速度沿 x軸負(fù)方向，振子的速度方向沿 x軸負(fù)方向。 A 【 例題 1】 彈簧振子一 O點(diǎn)為平衡位置作簡諧運(yùn)動。振子從 O點(diǎn)向 C點(diǎn)開始振動，并開始計時。振子第一次振動到 M點(diǎn)用了 。又經(jīng)過 M點(diǎn)，求還要經(jīng)過多少時間振子第三次通過 M點(diǎn)。 解答： 分析： B C v M 已知振子從 O到 M的時間 t1和從 M到 C再返回到 M的時間 t2。根據(jù)運(yùn)動的對稱性，從 M運(yùn)動到 O的時間也是 t1。這樣，振子從第二次通過 M到第三次再通過 M所用時間就是 +2t1。 O 振子振動的半周期為 T/2=2t1 + t2=(2 +)s= 振子從第二次通過 M點(diǎn)到第三次通過 M點(diǎn)還要經(jīng)過時間 t=T/2+2t1=(+ 2)s= 機(jī)械波 一、機(jī)械波和機(jī)械波的產(chǎn)生 ：機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播 ： 機(jī)械振動 (振源 ) 2. 介質(zhì) :橫波和縱波 橫波 :振動方向和傳播方向垂直 . 波峰、波谷 縱波 :振動方向和傳播方向在同一直線上 . 密部、疏部 ： ，介質(zhì)沒有隨波遷移 . b. 各質(zhì)點(diǎn)的振動周期、頻率都與波源的振動周期、頻率相同 . ,各質(zhì)點(diǎn)起振方向相同 . 波源做簡諧運(yùn)動 形成的 簡諧波 , 特點(diǎn) :各質(zhì)點(diǎn)的振幅、周期相同 ,與波源的振幅、周期相同 . 縱波 : 橫波 : 質(zhì)點(diǎn)振動方向和波的傳播方向垂直的叫橫波 機(jī)械波分類 (繩波、水波 ) 質(zhì)點(diǎn)振動方向和波的傳播方向平行的叫縱波 (彈簧上的疏密波、聲波 ) 二、波長、 波速和頻率的關(guān)系 (1)波長 : 在波動中，相位 總是 相等的兩個 相鄰 質(zhì)點(diǎn)間的距離． (2)頻率 f ： 波的頻率就是波源的振動頻率（也是介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動頻率 ) (3)波速 v ： 機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播速度 (4)三者關(guān)系 : 注意：波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)；波 速是由介質(zhì)決定的；波速與質(zhì)點(diǎn)振動的速度不同。 ? ?? ? ?svftT機(jī)械波的傳播 ⑴ 在同一種均勻介質(zhì)中機(jī)械波的傳播是 勻速 的。波速、波長和頻率之間滿足公式： v=λ?f。 ⑵ 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動是在 各自的平衡位置 附近的簡諧運(yùn)動，是 變加速運(yùn)動 ，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移 ⑶ 機(jī)械波傳播的是振動形式、能量和信息 ⑷ 波的 頻率 由 波源決定 ， 傳播速度 由 介質(zhì)決定 一切波都能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射 特別是干涉、衍射，是波特有的性質(zhì) 獨(dú)立傳播原理： 幾列波相遇時，能夠保持各自的運(yùn)動狀態(tài)繼續(xù)傳播，不互相影響 疊加原理： 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度都等于幾列波單獨(dú)傳播時引起的位移、速度、加速度的矢量和 (描述介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況 ) (描述波的性質(zhì) ) 干涉分析 衍射分析 三、波的干涉、衍射 干涉 產(chǎn)生干涉的必要條件是： 兩列波源的頻率必須相同 (是必要條件 ,不是充分條件 ) 發(fā)生干涉還要求兩列波的振動方向相同，還要求相差恒定 我們經(jīng)常列舉的干涉都是 相差為零 的，也就是 同向 的。如果兩個波源是振動是反向的，那么在干涉區(qū)域內(nèi)振動加強(qiáng)和減弱的位置就正好顛倒過來了 干涉區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)是振動最強(qiáng)點(diǎn)還是振動最弱點(diǎn)的充要條件： 反向 ? ?122 ?? n??① 最強(qiáng)： ② 最弱： δ =nλ 同向 δ =nλ ① 最強(qiáng)： ② 最弱： ? ?122 ?? n??衍射 障礙物或孔的尺寸和波長可以相比或比波長小 發(fā)生明顯衍射的條件是： 多普勒效應(yīng) ：當(dāng)波源和觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時，觀察者感覺到的波的頻率會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象就
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