第二章 机械振动 章节知识点总结（无实验）-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

简谐运动知识点汇总 第1节 简谐运动 1、 弹簧振子 1、 定义：我们把小球（物块）和弹簧组成的系统统称为弹簧振子。 2、 理想化条件：忽略摩擦力等各种阻力、小球看成质点、忽略弹簧质量、弹簧始终在弹性限度内 3、 平衡位置：振子在振动方向上合力为零的点，速度最大，振动位移、回复力、回复加速度为零 4、 振动位移：由平衡位置指向振子位置的有向线段。 5、 振动图像（x-t图像） 图像信息： ① 横坐标 —— 时间（周期） ② 纵坐标 —— 位移和路程 ③ 斜率 —— 速度 ④ 平衡位置 —— 位移为0，速度最大 ⑤ 最大位移处 —— 位移最大，速度为0 二、简谐运动 1、定义：如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（x-t图像）是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。简谐运动是最基本的振动 2、对称性： 关于平衡位置对称的两点 位移大小相等，方向相反 速度大小相等，方向可同可反 时间对称 第2节 简谐运动的描述 1、 振幅 1、 定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅，常用字母A表示、是个标量。 2、 说明：振子振动范围的大小是振幅的两倍----2A;振幅的大小直接反映了振子振动能量(E=EK+EP)的高低，振子质量一定时，振幅越大，振动系统能量越大。 2、 周期频率 3、 圆频率：是一个与周期成反比，与频率成正比的量，叫作简谐运动的“圆频率”。它也表示简谐运动的快慢 4、 相位、初相 第3节 简谐运动的回复力和能量 1、 回复力 1、 定义：指向平衡位置使振子回到平衡位置的力 2、 特点：（1）回复力是效果力，由性质力充当，可以是一个力，可以是一个力的分力，可以是几个力的合力 （2） 回复力一定指向平衡位置且与位移方向相反 3、 公式F=-KX 4、 简谐运动定义2: 如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，即 F =-k x，质点的运动就是简谐运动. 第4节 单摆 1、 单摆： 1、 定义：细线一端固定在悬点，另一端系一个小球，如果细线的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆 2、 特点（1）摆球：体积小，质量大可视为质点；（2）摆线：细长，不可伸长，质量忽略；（3）不计一切阻力（4）单摆是理想化模型（5）摆角一般小于5° 3、 回复力 4、周期公式（注意等效摆长和等效重力加速度的换算） 4、说明：单摆在平衡位置合力不为零（合力等于向心力），回复力为零 第六节 受迫振动 共振 一、固有振动和固有频率 1、定义：振动系统在没有外力干预下的振动称为固有振动，也称自由振动，其频率称为固有频率。 2、说明：固有振动周期或频率均与振幅无关，仅由系统自身性质决定 二、阻尼振动 1、定义：振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动，也称减幅振动 2、特点：（1）振幅是非线性变化的，故阻尼振动是非简谐运动；（2）阻尼振动的周期是不变的，但它不是周期性运动；（3）实际的自由振动都是阻尼振动；（4）阻尼振动机械能主要损失为内能。 三、受迫振动 1、定义：系统在周期性外力（驱动力）作用下的振动 2、特点：受迫振动的频率由驱动力的频率决定，等于驱动力的频率 四、共振 1、定义：当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值，这种现象称为共振 2共振曲线 特点： 驱动力的频率跟固有频率相差越大，振幅越小 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$