機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波知識(shí)點(diǎn)梳理市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、Part 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波韓海強(qiáng)第1頁第1頁一 簡諧運(yùn)動(dòng)描述和特性4 加速度與位移成正比而方向相反2 簡諧運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)描述3 簡諧運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)描述1 物體受線性回復(fù)力作用 平衡位置5 三個(gè)特性量：振幅 A 決定于振動(dòng)能量； 角頻率 決定于振動(dòng)系統(tǒng)性質(zhì)； 初相 決定于起始時(shí)刻選擇.第2頁第2頁二 相位1 存在一一相應(yīng)關(guān)系;2 相位在 內(nèi)改變，質(zhì)點(diǎn)無相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； 3 初相位 描述質(zhì)點(diǎn)初始時(shí)刻運(yùn)動(dòng)狀態(tài). 相差 為整數(shù) 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)全同.（周期性）( 取 或 )4 對于兩個(gè)同頻率簡諧運(yùn)動(dòng)相位差彈簧振子單擺實(shí)例 :三 簡諧運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)矢量表示法 辦法簡樸、直觀, 用于判斷簡諧運(yùn)動(dòng)初相及相位,分析振動(dòng)合成問題.

2、彈簧串聯(lián)或并聯(lián)后勁度系數(shù)改變情況：第3頁第3頁處理簡諧運(yùn)動(dòng)方程問題普通環(huán)節(jié):1) 找到振動(dòng)平衡位置,此時(shí)合力為零,選平衡位置為原點(diǎn),建立坐標(biāo)系2) 設(shè)振子離開原點(diǎn)x處,分析受力情況.3) 應(yīng)用牛頓定律.4) 依據(jù)初始條件擬定A和.5) 寫出振動(dòng)表示式.另外一個(gè)辦法: 能量法第4頁第4頁時(shí) 以 為原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)矢量 在 軸上投影點(diǎn)運(yùn)動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng).第5頁第5頁四 簡諧運(yùn)動(dòng)能量圖4T2T43T能量五 兩個(gè)同方向同頻率簡諧運(yùn)動(dòng)合成1 兩個(gè)同方向同頻率簡諧運(yùn)動(dòng)合成后仍為簡諧運(yùn)動(dòng)第6頁第6頁2 兩個(gè)同方向不同頻率簡諧運(yùn)動(dòng)合成 頻率較大而頻率之差很小兩個(gè)同方向簡諧運(yùn)動(dòng)合成，其合振動(dòng)振幅時(shí)而加強(qiáng)時(shí)而削弱現(xiàn)象叫拍.拍

3、頻（振幅改變頻率）加強(qiáng)削弱3 互相垂直兩個(gè)頻率簡諧運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)軌跡普通為橢圓，其詳細(xì)形狀等決定于兩分振動(dòng)相差和振幅.第7頁第7頁六 機(jī)械波基本概念1 機(jī)械波產(chǎn)生條件：1）波源；2）彈性介質(zhì). 機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中傳播形成波，波是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)傳播，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)并不隨波傳播.2 描述波幾種物理量 波長 ：一個(gè)完整波形長度. 周期 ：波邁進(jìn)一個(gè)波長距離所需要時(shí)間. 頻率 ：單位時(shí)間內(nèi)波動(dòng)所傳播完整波數(shù)目. 波速 ：某一相位在單位時(shí)間內(nèi)所傳播距離. 周期或頻率只決定于波源振動(dòng)；波速只決定于媒質(zhì)性質(zhì).第8頁第8頁 波圖示法: 波線 波面 波前.3 橫波、縱波2 波函數(shù)物理意義七 平面簡諧波波函數(shù)角波數(shù)1第9頁第

4、9頁 沿 軸負(fù)向 若波沿X軸負(fù)向傳播, 則波函數(shù)為: 普通地, 波沿X軸正向傳播, 距原點(diǎn)O為X0點(diǎn)Q振動(dòng)規(guī)律為:則波函數(shù)為:第10頁第10頁八 波動(dòng)能量 1 在波動(dòng)傳播媒質(zhì)中，任一體積元?jiǎng)幽堋?勢能、總機(jī)械能均隨時(shí)間作同時(shí)地周期性改變，機(jī)械能不守恒 . 波動(dòng)是能量傳遞一個(gè)方式 .2 平均能量密度：3 平均能流密度（波強(qiáng)度）：第11頁第11頁4 聲強(qiáng)級(jí)： 貝爾（B）分貝（ dB ） 介質(zhì)中波陣面上各點(diǎn)都能夠看作是發(fā)射子波波源，而在其后任意時(shí)刻，這些子波包絡(luò)就是新波前.九 惠更斯原理（作圖法）第12頁第12頁十 波疊加原理波程差若 則其它1 波干涉2 駐波 駐波方程第13頁第13頁波腹波節(jié)相鄰波

5、腹（節(jié)）間距 相鄰波腹和波節(jié)間距擬定波節(jié)位置辦法：1）由駐波方程擬定；2）由干涉相位差極小條件來擬定；3）由固定端是波節(jié)點(diǎn)，兩相鄰波節(jié)之間為半個(gè)波長條件來擬定。第14頁第14頁3 相位躍變（半波損失） 當(dāng)波從波疏介質(zhì)（ ?。┐怪比肷涞讲芙橘|(zhì)， 被反射到波疏介質(zhì)時(shí)在反射點(diǎn)形成波節(jié). 入射波與反射波在此處相位時(shí)時(shí)相反, 即反射波在分界處產(chǎn)生 相位躍變，相稱于出現(xiàn)了半個(gè)波長波程差，稱半波損失.在固定端，反射波有半波損失，為波節(jié)位置。在自由端，反射波沒有半波損失，為波腹位置。第15頁第15頁 波源與觀測者同時(shí)相對介質(zhì)運(yùn)動(dòng)觀測者向波源運(yùn)動(dòng) + ，遠(yuǎn)離 .波源向觀測者運(yùn)動(dòng) ，遠(yuǎn)離 + .十一 多普勒效應(yīng)1） 波源不動(dòng)，觀測者相對介質(zhì)以速度 運(yùn)動(dòng)（+）觀測者向波源運(yùn)動(dòng)（-）觀測者遠(yuǎn)離波源（-）波源向觀測者運(yùn)動(dòng)（+）波源遠(yuǎn)離觀測者2）觀測者不動(dòng)，波源相對介質(zhì)以速度 運(yùn)動(dòng)第16頁第16頁2 波動(dòng)在同