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1、機械振動和機械波第一部分機械振動1機械振動定義物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復力的作用下的振動，叫簡諧運動。表達式為：，是判斷一個振動是不是簡諧運動的充分必要條件。注（1）簡諧運動的位移必須是指偏離（4）做簡諧運動的物體在某一時刻（或某一位置）的位移x、回復力F、加速度a、速度v這四個矢量的相互關系。（1）Fx，方向與位移方向相（）。（2）aF，方向與F方向相（）。的位移。也就是說，在研究簡諧運動時所說的位移的起點都必須在平衡位置處。（2）回復力是一種效果力，是振動物體在沿振動方向上所受的合
2、力（3）“平衡位置”不等于“平衡狀態(tài)”。平衡位置是指回復力為的位置，物體在該位置所受的不一定為零。（如單擺擺到最低點時，沿振動方向的合力為零，但在指向懸點方向上的合力卻不等于零，所以并不處于平衡狀態(tài)。）（3）ax，方向與位移方向相（）。（4）：當v、a同向時v一定（）；當v、a反向時，v一定（）。2．表達式，其中A是振幅，是t=0時的相位，即初相位或初相。3．簡諧運動的圖象表示振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律。（1）從平衡位置開始計時，函數表達式為，圖象如圖1。（2）從最大位移處開始計時，函數表達式，圖象如圖2。簡諧運動的
3、過程特點1．變化特點：抓住兩條線第一，從中間到兩邊（平衡位置到最大位移）：，，，動能，勢能，機械能E不變。第二，從兩邊到中間（最大位移到平衡位置）：，動能，勢能，機械能E不變。．從圖象中可以知道（1）任一個時刻質點的位移（2）振幅A（3）周期T（4）速度方向（5）加速度注：（1）簡諧運動的圖象不是振動質點的軌跡。（2）簡諧運動的周期性體現在振動圖象上是曲線的重復性。簡諧運動的圖象任一時刻圖線上過該點切線的斜率數值代表該時刻振子的速度的（），正負表示速度的（），斜率為正時表示速度沿x軸（），斜率為負時表示速度沿x軸（）。4
4、.單擺單擺的回復力是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力，偏角越大回復力越大，加速度()越大，由于擺球的軌跡是圓弧，所以除最高點外，擺球的回復力并不等于合外力。（2）單擺的周期：（）。在小振幅擺動時，單擺的振動周期跟振幅和振子的質量都沒有關系。簡諧運動的過程特點第二部分機械波1．波的形成機械振動在介質中的傳播形成機械波。條件：①（）；②（）。2．機械波的分類按質點的振動方向與波的傳播方向是垂直還是平行分為（）和（）。3．描述波動的物理量名稱符號單位意義備注波長m沿著波的傳播方向，兩個相鄰的振動情況完全相同的質點的距離
5、在一個周期內，波傳播的距離等于一個波長波速vm/s振動傳播的速度波速大小由介質決定振幅Am質點振動的位移的最大值數值大小由波源決定周期Ts質點完成一次全振動的時間頻率fHz1s內質點完成全振動的次數特別提醒：（1）機械波從一種介質進入另一種介質，（）不變，但波速、波長（）。（2）機械波波速僅由介質來決定，固體、液體中波速比空氣中大。4.從圖象可獲取的信息有：①該時刻各質點的振動位移；②振幅A和波長；③若已知波的傳播方向，由圖象可知各質點的振動方向；若已知某質點此時刻的振動方向，由圖象可知波的傳播方向。4．質點振動圖像與波
6、速的區(qū)別振動圖像是單個質點隨時間的運動，波動圖像是一群質點在某一時刻的振動情況（集體照） 振動圖象波形圖象研究對象一振動質點沿傳播方向所有介質質點研究內容一質點的位移隨時間的變化規(guī)律某時刻所有質點的空間分布規(guī)律圖線物體意義一質點在各時刻的位移某時刻各質點的位移圖線變化已有圖形不變圖象隨時間沿傳播方向平移質點振動方向的確定方法下一時刻的振動重復前一質點的振動一個完整曲線占橫坐標的距離表示一個周期表示一個波長5、簡諧波常見問題分類（1）若已知波的傳播方向和波速的大小，可畫出前后某一時刻的波形圖畫出再經時間波形圖的方法：①平移
7、法。先確定，算出時間內波傳播的距離，再把整個波形沿波的傳播方向平移。②特殊點法。找兩點(原點和的點)并確定其運動方向，確定經時間這兩點所到達的位置，按正弦規(guī)律畫出新的波形。（2）波的傳播方向與質點振動方向的判斷方法已知波的傳播方向，由圖象可知各質點的振動方向；若已知某質點此時刻的振動方向，由圖象可知波的傳播方向。常用方法有：①上下坡法。沿波的傳播方向看，“上坡”的質點向下振動；“下坡”的質點向上振動，簡稱“上坡下，下坡上”（如圖甲所示）。②同側法。在波的圖象上某一點，沿縱軸方向畫出一個箭頭表示質點的振動方向，并設想在同一
8、點沿水平方向畫個箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的同側（如圖乙所示）。（3）在解決圖象問題時，要注意波的空間周期性、時間周期性、雙向性、對稱性和多解性。①波的空間周期性在同一波線上相距為波長整數倍的多個不同質點振動情況完全相同。②波的時間周期性波在傳播過程中，經過整數倍周期時，其波形圖線相同，這就是機械
