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大学 大学物理 李春贵 课件 ppt

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第四篇 波动光学 第11章 波动光学第9章 机械振动第10章 机械波第9章 机械振动 9.1 简谐振动及相关概念 9.2 简谐振动的规律 9.3 简谐振动的合成 9.4 阻尼振动、受迫振动、共振 一、简谐振动及其表达式以弹簧振动为例，研究简谐振动的运动规律物体略加移动后释放，物体在其平衡位置往复运动9.1 简谐振动及相关概念1.定义式：弹簧振子运动时，物体相对平衡位置的位移按余弦函数关系随时间变化，具有这种特征的振动就是简谐振动。x是描述位置的物理量,如 y , z 或 等. 特点: (1)等幅振动 (2)周期振动2. 受力特点机械振动的力学特点线性恢复力其中 为 固有(圆)频率 1. 振幅 A2. 周期T 和频率 v二、简谐振动的物理量物体做一次全振动所经历的时间称为振动周期单位时间内作全振动的次数称为振动频率称为圆频率或角频率：物体离开平衡位置的最大位移3.相位 初相位(1) ( t + ) 是 t 时刻的相位 (2) 是 t =0 时刻的相位 初相O 相位确定了振动的状态. 相位每改变2振动重复一次,相位在2范围内变化,状态不重复. txA-A = 2相位的意义:以平衡位置为坐标原点建立振动体的动力学方程，必有力与位移成正比反向的关系。三、简谐振动方程的建立 1.确定圆频率例如：弹簧振子 单摆 单摆做角谐振动的圆频率 振动方程 角度很小时sin则所求振动方程为： 如图 解：取挂上物体后，物体平衡时的位置为坐标原点O，向下为y轴的正向，当物体偏离平衡位置时它所受的合力为-ky，因此动力学方程为令 则上式变为说明物体在做简谐振动。 以物体处于平衡位置开始向下运动为计时起点，则 ，于是得到由知可取或，由于取于是可写出该物体的运动方程为 例9-2在一轻弹簧下端挂砝码m0=100g时，弹簧伸长8cm,现在这根弹簧下端悬挂m=250g的物体，构成弹簧振子，将物体从平衡位置向下拉动4cm