產(chǎn)品目錄
Products一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
1. 定義
物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,并且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng),叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),又稱簡(jiǎn)諧振動(dòng)。
2. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征
回復(fù)力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向與位移方向相反,總指向平衡位置。
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng),在平衡位置時(shí),速度大,加速度為零;在大位移處,速度為零,加速度大。
3. 描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量
位移x:由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段,是矢量,其大值等于振幅。
振幅A:振動(dòng)物體離開平衡位置的大距離,是標(biāo)量,表示振動(dòng)的強(qiáng)弱。
周期T 和頻率f:表示振動(dòng)快慢的物理量,二者互為倒數(shù)關(guān)系,即T=1/f。
4. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像
意義:表示振動(dòng)物體位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,注意振動(dòng)圖像不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
特點(diǎn):簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像是正弦(或余弦)曲線。
應(yīng)用:可直觀地讀取振幅A、周期T 以及各時(shí)刻的位移x,判定回復(fù)力、加速度方向,判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況。
二、彈簧振子
定義
周期和頻率只取決于彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量,與其放置的環(huán)境和放置的方式無任何關(guān)系。
如某一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期為T,不管把它放在地球上、月球上還是衛(wèi)星中,是水平放置、傾斜放置還是豎直放置,振幅是大還是小,它的周期就都是T。
三、單擺
1. 定義
擺線的質(zhì)量不計(jì)且不可伸長(zhǎng),擺球的直徑比擺線的長(zhǎng)度小得多,擺球可視為質(zhì)點(diǎn)。單擺是一種理想化模型。
2. 可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件
大擺角α<5°。
3. 單擺的回復(fù)力
是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力。
4. 周期公式
作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺的周期公式為:T=2π。
· 在振幅很小的條件下,單擺的振動(dòng)周期跟振幅無關(guān)。
· 單擺的振動(dòng)周期跟擺球的質(zhì)量無關(guān),只與擺長(zhǎng)L 和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 有關(guān)。
· 擺長(zhǎng)L 是指懸點(diǎn)到擺球重心間的距離,在某些變形單擺中,擺長(zhǎng)L 應(yīng)理解為等效擺長(zhǎng),重力加速度應(yīng)理解為等效重力加速度(一般情況下,等效重力加速度g'等于擺球靜止在平衡位置時(shí)擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值)。
四、受迫振動(dòng)
1. 定義
振動(dòng)系統(tǒng)在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng),叫受迫振動(dòng)。
2. 特點(diǎn)
受迫振動(dòng)穩(wěn)定時(shí),系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。
3. 共振
當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí),振動(dòng)物體的振幅大,這種現(xiàn)象叫做共振。
共振的條件:驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。
五、機(jī)械波
1. 定義
機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播,形成機(jī)械波。
2. 產(chǎn)生的條件
機(jī)械波產(chǎn)生的條件分為:波源和介質(zhì)。
3. 分類
· 橫波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波。橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷)。
· 縱波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波??v波有密部和疏部。
需要注意的是,氣體、液體、固體都能傳播縱波,但氣體、液體不能傳播橫波。
4. 特點(diǎn)
· 機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量。質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng),并不隨波遷移。
· 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和頻率,都與波源的振動(dòng)周期和頻率相同。
· 離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)。
六、波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系
1. 波長(zhǎng)
兩個(gè)相鄰的且在振動(dòng)過程中對(duì)平衡的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離,叫做波長(zhǎng)。振動(dòng)在一個(gè)周期里在介質(zhì)中,傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。
2. 波速
波的傳播速率。機(jī)械波的傳播速率由介質(zhì)決定,與波源無關(guān)。
3. 頻率
波的頻率始終等于波源的振動(dòng)頻率,與介質(zhì)無關(guān)。