振動(dòng)和波的基礎(chǔ)知識(shí)

機(jī)械振動(dòng)：：機(jī)械振動(dòng)即物體或物體的一局部在某一中心位置兩側(cè)所做的來(lái)回的運(yùn)動(dòng)：回復(fù)力F：指向“平衡”位置的合力叫回復(fù)力回：振動(dòng)位移x：都以“平衡”位置為位移的起點(diǎn)：振幅A：振動(dòng)物體離開(kāi)“平衡”位置的最大距離,振幅越大,振動(dòng)的能量就越大：振動(dòng)的周期T：指完成一次全振動(dòng)的時(shí)間；周期表示振動(dòng)的快慢,周期小表示振動(dòng)的快：振動(dòng)的頻率fHz〔7〕：T=1f

；振動(dòng)的周期T的大小與振幅的大小無(wú)關(guān)：對(duì)于同一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng),當(dāng)振動(dòng)的振幅變大時(shí),其周期將保持不變,所以物體振動(dòng)的周期又叫固有周期,F0合F F指向圓心的合力

mv2R

a v2向心 R

指向圓心的合力0FmF2：簡(jiǎn)諧振動(dòng)：1：回復(fù)力F和位移xF＝-kx回 回x負(fù)號(hào)表示回復(fù)力F和位移x回回復(fù)力就是一個(gè)指向“平衡”位置的合力：對(duì)于同一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng),當(dāng)振動(dòng)的振幅變大時(shí),其周期仍保持不變：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的x-t：TT的勁度序數(shù)有關(guān)；單擺的Tg單擺80時(shí),單擺的振動(dòng)可以看做簡(jiǎn)諧振動(dòng)：?jiǎn)螖[振動(dòng)時(shí),也可以把它看做圓周運(yùn)動(dòng)F F指向圓心的合力 向心

mv2R

2R〔22R多多從T不同的角度分析問(wèn)題80時(shí)sinxL

,F

xmg如右圖LLg：80時(shí)T2LgLg為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝GMR2

；g′=

GM (RH)2

gR2(RH)2

g′為離天體外表H高處的重力加速度；g為天體外表的重力加速度；RMH公式說(shuō)明TA：?jiǎn)螖[振動(dòng)時(shí),由于拉力始終與速度垂直,所以拉力不做功,如無(wú)阻力,則物體的機(jī)械能守恒：?jiǎn)螖[振動(dòng)時(shí),如有阻力,則在短時(shí)間內(nèi),仍可把它看做簡(jiǎn)諧振動(dòng)4、任何一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程都是4A,在半個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程都是2A,但在四分之一個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程就不肯定是A了多多用位移時(shí)間圖像幫助分析問(wèn)題5、受迫振動(dòng)：：物體在周期性外力的作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng),它的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,而跟物體的固有頻率無(wú)關(guān),L=g,Lg則單擺的固有周期T2Lg2π秒

=2π秒,假設(shè)每隔八秒推一下小球,8秒,而各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)各質(zhì)點(diǎn)都在仿照波源的振動(dòng)所以波由一種介質(zhì)傳到另一介質(zhì)時(shí),波的頻率不變等于波源的振動(dòng)頻率：物體在做受迫振動(dòng)時(shí),驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的固有頻率相等的時(shí)侯,物體的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振;驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的固有頻率越接近,物體的振幅也越大,如圖為共振曲線(xiàn)：當(dāng)f=f時(shí)物體會(huì)發(fā)生共振,共振時(shí)的振幅比不共振時(shí)的振幅大驅(qū)動(dòng)力 固跳板跳水防止共振的有：機(jī)床底座、航海、軍隊(duì)過(guò)橋、高層建筑、火車(chē)車(chē)廂……6：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖像如右圖為水平振動(dòng)的彈簧振子的振動(dòng)圖像：由圖像可知：：振動(dòng)圖像表示的是某一質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的位移：振幅A15cm:周期T8s:a加速度在減小,加速度的方向負(fù)方向和位移的方向相反,此時(shí)位移為正10cm回復(fù)力在減小,回復(fù)力的方向向負(fù)方向和位移的方向相反動(dòng)能在增大,彈性勢(shì)能在減小機(jī)械能守恒b加速度在增大,加速度的方向向正方向和位移的方向相反,此時(shí)位移為-5cm回復(fù)力在增大,回復(fù)力的方向向正方向和位移的方向相反動(dòng)能在減小,彈性勢(shì)能在增大機(jī)械能守恒d加速度在增大,加速度的方向向負(fù)方向和位移的方向相反,此時(shí)位移為正5cm回復(fù)力在增大,回復(fù)力的方向向負(fù)方向和位移的方向相反動(dòng)能在減小,彈性勢(shì)能在增大機(jī)械能守恒:V<V=Va b d7：解振動(dòng)問(wèn)題的方法：：振動(dòng)問(wèn)題都是變力問(wèn)題,一般選用動(dòng)能定理、能量守恒定律解題;留意應(yīng)用彈簧的彈性勢(shì)能不變、了解：EP

1kx2,k,x2a、速度v、位移、動(dòng)能Ek：充分利用振動(dòng)的圖像解題畫(huà)出振動(dòng)的圖像幫助解決問(wèn)題：留意應(yīng)用臨界點(diǎn)的條件：如彈力為0、加速度a、速度v、位移相等等等：兩物體的加速度a、a相等時(shí),兩物體可能將要分開(kāi)物體分開(kāi)的瞬間,物體間的彈力為零１ 2：彈簧的形變量或兩次的形變量之差可能等于物體的位移：S=X-X2 18:機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過(guò)程所形成的波叫做機(jī)械波：有振源和傳播介質(zhì)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生氣械波：波是傳播能量的一種方式,即傳遞某種信息：波信息向前傳播時(shí),各介質(zhì)只在自己的平衡位置四周振動(dòng),并不會(huì)隨波信息向前傳播波形波形代表信息的內(nèi)容不會(huì)發(fā)生變化ABC、DE點(diǎn)時(shí),它就開(kāi)頭振動(dòng),并按后面的波形振動(dòng)即開(kāi)頭仿照振源的全部動(dòng)作,所以質(zhì)點(diǎn)起到了傳遞信息的作用；要推斷E如何振動(dòng),就看和它相鄰的前一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀況即可解波動(dòng)問(wèn)題,就是規(guī)律推理的過(guò)程,由AD98：每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期,波就向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離；每經(jīng)過(guò)11個(gè)波長(zhǎng)的距離4 4：波的頻率就等于波源的振動(dòng)頻率,介質(zhì)的振動(dòng)頻率也等于波源的振動(dòng)頻率受迫振動(dòng)9：波速V：〔1〕：V；Vf；VST t：波速V：當(dāng)波由一種介質(zhì)傳播到另一介質(zhì)時(shí),頻率不變各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng),波速、波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變10：波長(zhǎng)：：兩個(gè)相鄰的,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)：在一個(gè)周期里,波向前傳播的距離,叫波長(zhǎng)：兩個(gè)相鄰的波峰之間的距離,叫波長(zhǎng)；兩個(gè)相鄰的波谷之間的距離,叫波長(zhǎng)11：波的周期、頻率：波的頻率就等于波源的振動(dòng)頻率,它們與速度、介質(zhì)無(wú)關(guān)12：波的圖像：由圖像可知：波的圖像表示的是某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移的圖像：振幅A15cm8cn9,a9,a點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律仍舊遵循振動(dòng)的規(guī)律13：波的衍射::波在傳播中遇到障礙物時(shí)能繞過(guò)障礙物的現(xiàn)象,叫波的衍射

9秒末：一切波均能發(fā)生衍射,即任何條件下波均能發(fā)生衍射,只是有的衍射我們覺(jué)擦不到,但是仍舊存在(3)：發(fā)生明顯的衍射的條件是：障礙物或孔的直徑比波長(zhǎng)小或相差不多(4)：樓上房間的人能聽(tīng)到樓底下人的聲音,單縫衍射、瞇眼看燈、隔并齊筆縫看燈、隔羽毛紗布縫看燈等呈彩色看到彩色的光,這些都是衍射14：波的干預(yù)：：頻率一樣的兩列波疊加,使某些區(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,這種現(xiàn)象叫波的干預(yù)：兩個(gè)波源的振動(dòng)方向一樣,頻率一樣的同類(lèi)波干預(yù)時(shí),就能得到穩(wěn)定的干預(yù)圖樣：圍繞正在發(fā)聲的音叉走一圈,聽(tīng)到聲音忽強(qiáng)忽弱,雙縫干預(yù)、肥皂泡膜、蟬翼、雨天大路上汽油等呈彩色,這些都是干預(yù)振動(dòng),其位移有可能小于減弱區(qū)的,但它的振幅肯定大于減弱區(qū)的;波的干預(yù)減弱區(qū)則是波峰和波谷相遇處數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)為振動(dòng)的加強(qiáng)點(diǎn)；某點(diǎn)到這兩個(gè)波源的距離差為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)為振動(dòng)的減弱點(diǎn);當(dāng)兩個(gè)波源的振動(dòng)方向相反,頻率一樣的同類(lèi)波干預(yù)時(shí),某點(diǎn)到這兩個(gè)波源的距離差為半個(gè)波長(zhǎng)的偶數(shù)15：多普勒效應(yīng):由于波源與觀(guān)測(cè)者間的相互運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致波源放射頻率與接收頻率不同波源與觀(guān)測(cè)者相互接近時(shí),接收頻率變大；反之,變小16：波的分類(lèi)：波分為橫波和縱波；聲波為縱波17：波的反射：