大学物理知识点总结(振动及波动)ppt课件

.,1,大学物理知识点总结,（振动及波动）,.,2,第九章振动,机械振动,.,3,回复力：,动力学方程：,运动学方程：,能量：,简谐振动的特征,动能势能相互转化,.,4,简谐振动的描述,一、描述简谐振动的物理量,振幅A：,角频率：,周期T和频率：,相位(t+)和初相：,相位差：,的确定！,.,5,1、解析法,2.振动曲线法,3、旋转矢量法：,二、简谐振动的研究方法,.,6,1.同方向、同频率的简谐运动的合成：,简谐运动的合成,仍然是同频率的简谐振动,.,7,简谐运动的合成,3.同方向、不同频率的简谐运动动的合成拍,2.相互垂直的同频率的简谐运动的合成平面运动,.,8,第十章波动,机械波,.,9,机械波的产生,1、产生的条件：波源及弹性媒质。,2、分类：横波、纵波。,3、描述波动的物理量：,波长：在同一波线上两个相邻的相位差为2的质元之间的距离。,周期T：波前进一个波长的距离所需的时间。,频率：单位时间内通过介质中某点的完整波的数目。,波速u：波在介质中的传播速度为波速。,各物理量间的关系：,波速u:决定于媒质。,仅由波源决定，与媒质无关。,.,10,机械波的描述,1、几何描述：,2、解析描述：,.,11,1）能量密度：,3）能流密度(波的强度)：,2）平均能量密度：,基本原理：传播独立性原理，波的叠加原理。,波动过程中能量的传播,波在介质中的传播规律,1）相干条件：频率相同、振动方向相同、相位差恒定,波的干涉,.,12,干涉减弱：,2）加强与减弱的条件：,干涉加强：,3）驻波（干涉特例）,波节：振幅为零的点波腹：振幅最大的点,能量不传播,.,13,多普勒效应：（以媒质为参考系）,1）波源（S）静止，观察者（R）运动,2）S运动，R静止,一般运动：,.,14,习题类别：,振动：1、简谐振动的判定。（动力学）（质点：牛顿运动定律。刚体：转动定律。）2、振动方程的求法。由已知条件求方程由振动曲线求方程。3、简谐振动的合成。,波动：1、求波函数（波动方程）。由已知条件求方程由振动曲线求方程。由波动曲线求方程。2、波的干涉（含驻波）。3、波的能量的求法。4、多普勒效应。,.,15,相位、相位差和初相位的求法：,解析法和旋转矢量法。,1、由已知的初条件求初相位：,已知初速度的大小、正负以及初位置的正负。,已知初位置的大小、正负以及初速度的正负。,例1已知某质点振动的初位置。,例2已知某质点初速度。,.,16,2、已知某质点的振动曲线求初相位：,已知初位置的大小、正负以及初速度的大小。,例3已知某质点振动的初位置。,注意！由已知的初条件确定初相位时，不能仅由一个初始条件确定初相位。,若已知某质点的振动曲线，则由曲线可看出，t=0时刻质点振动的初位置的大小和正负及初速度的正负。,关键：确定振动初速度的正负。,.,17,例4一列平面简谐波中某质元的振动曲线如图。求：1）该质元的振动初相。2）该质元在态A、B时的振动相位分别是多少？,2）由图知A、B点的振动状态为：,由旋转矢量法知：,解：1）由图知初始条件为：,由旋转矢量法知：,.,18,3、已知波形曲线求某点处质元振动的初相位：,若已知某时刻t的波形曲线求某点处质元振动的初相位，则需从波形曲线中找出该质元的振动位移y0的大小和正负及速度的正负。,关键：确定振动速度的正负。,方法：由波的传播方向，确定比该质元先振动的相邻质元的位移y。比较y0和y。,由图知：对于1：,对于2：,思考?若传播方向相反时振动方向如何？,.,19,例5一列平面简谐波某时刻的波动曲线如图。求：1）该波线上点A及B处对应质元的振动相位。2）若波形图对应t=0时，点A处对应质元的振动初相位。3）若波形图对应t=T/4时，点A处对应质元的振动初相位。,解：1）由图知A、B点的振动状态为：,由旋转矢量法知：,2）若波形图对应t=0时，点A处对应质元的振动初相位：,3）若波形图对应t=T/4时，点A处对应质元的振动初相位：,.,20,求振动方程和波动方程,（1）写出x=0处质点振动方程；（2）写出波的表达式；（3）画出t=1s时的波形。,例1.一简谐波沿x轴正向传播，=4m,T=4s,x=0处振动曲线如图：,解：,.,21,解：1）由题意知：,传播方向向左。,设波动方程为：,由旋转矢量法知：,2）,例2一平面简谐波在t=0时刻的波形图，设此简谐波的频率为250Hz，且此时质点P的运动方向向下,。求：1）该波的波动方程；2）在距O点为100m处质点的振动方程与振动速度表达式。,.,22,例3位于A,B两点的两个波源,振幅相等,频率都是100赫兹，相位差为,其A,B相距30米，波速为400米/秒，求:A,B连线之间因干涉而静止各点的位置。,解：取A点为坐标原点，A、B联线为x轴，取A点的