高二下学期期末复习机械振动与机械波专题一．机械振动机械振动的概念定义：物体在某一中心位置附近所做的往复运动叫做机械振动，简称为振动。产生机械振动的条件：振动的物体受到指向平衡位置的回复力平衡位置：振动的物体合力为零的位置全振动：做振动的质点从某位置出发再次回到该位置，并保持与出发时相同运动方向的过程。弹簧振子：弹簧振子是一种理想化模型，其主要组成部分是弹簧和振动物体(小球)．回复力：回复力是根据力的效果(性质、效果)命名的．回复力的方向总是指向平衡位置，其作用效果是使振子返回平衡位置．回复力可以是物体所受的合外力，也可以是某一个力或某一个简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比力的分力．做简谐运动的物体所受的回复力跟物体偏离平衡位置的位移的关系式为F＝－kx．（二）描述振动的物理量1.周期做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动的周期，用T表示．振动物体连续两次以相同方向通过平衡位置时所经过的时间叫做振动的周期。系统或物体从一个状态出发，第一次回到开始的状态所经历的时间叫做振动的周期。在国际单位制中，周期的单位是秒(s）周期越长表示物体振动得越慢，周期越短表示物体振动得越快。弹簧振子的周期只与振子的质量与弹簧的弹性系数有关，与振幅没有关系。不要以为压得越厉害振地就越快。2.频率单位时间内完成的全振动的次数，叫做振动的频率，用f表示。频率的单位是赫兹(Hz）。频率越大表示振动得越快，频率越小表示振动得越慢。周期与频率的关系：T=1/f。3.振幅振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振幅．用A表示。振幅的单位是米(m）。振幅是表示振动强弱的物理量，振幅与振动的能量有关，振幅越大，能量越大，所以振幅大时，弹簧振子的最大速度会更大（在平衡位置时）。4.速度离平衡位置的距离越近，速度的大小就越大，在平衡位置速度是最大的，在最大振幅处速度是最小的。速度的方向根据运动情况判断。加速度弹簧弹力往哪儿，加速度就往哪儿。由于弹簧弹力总是指向平衡位置，故加速度总是指向平衡位置，并且弹簧被压缩得越厉害的时候，加速度越大。当在最大振幅处的时候，加速度的值最大（弹力最大），当在平衡位置的时候，加速度最小（受力为0）振动图像振动图像描述的是，随着时间的变化，振子的位置怎么变化。横轴是时间，纵轴是离开平衡位置的距离。0时刻的位置表示的是，振子从什么位置开始振动，x轴正方向表示振子在平衡位置正方形位置上，负方向表示在平衡位置负方向上。（四）单摆1.定义在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多，这样的装置叫单摆。2.单摆的受力与运动特点（1）以点Ｏ为平衡位置的振动，以悬点为圆心的圆周运动（2）只受重力与悬线的拉力。3.回复力大小：，向心力大小：★在摆角很小的情况下（），单摆所受回复力跟位移成正比且方向相反，单摆做简谐运动．4.单摆运动的周期单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关。。机械波（一）产生机械波的条件①要有机械振动作为波源；②要有能够传播机械振动的介质（二）机械波的种类横波与纵波.质点的振动方向与波的传播方向垂直的是横波(这是高中物理重点研究的内容)横波中凸起最高处叫波峰，凹下最低处叫波谷,纵波中质点分布最密的地方叫密部。质点分布最疏地方叫疏部（三）机械波的的特点①对理想的简谐波而言，各质点振幅相同。②各质点的振动周期都与波源的振动周期相同。③离波源越远，质点的振动越滞后。④各质点只在各自的平衡位置附近振动。并不沿波的传播方向迁移。⑤机械波向前传播的是振动的形式与能量。（四）机械波的描述1.波长（λ）：对平衡位置位移总是相等的两个相邻质点之间距离叫波长。2.波速（v）：振动在介质中传播快慢程度。=1\*GB3\*MERGEFORMAT①在均匀介质中波速恒定；=2\*GB3\*MERGEFORMAT②波速与介质有关，与波源无关；=3\*GB3\*MERGEFORMAT③波速与质点振动速度不同，前者为匀速，后者为变速。（振动速度大小与波速无关）。3.波的频率（f）：即为波源的振动频率（快慢），波的频率由波源决定，与介质无关。4.三者关系：λ＝v·T＝v/f（五）振动图像与波动图像的区别振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向所有质点研究内容一质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图线物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图线变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一完整曲线占横坐标距离表示一个周期