C.-机械振动分析课件.ppt

,第四章 周期运动,第三节 机械振动,1、定义：物体在某一中心位置附近做的往复运 动，叫机械振动，简称振动；2、弹簧振子模型：,定义：,1、平衡位置：振动的中心位置；2、回复力：振动物体偏离平衡位置后所受到的 总是指向平衡位置的力(按力的作用效果命 名)；3、回复力的种类：可以是重力、弹力或摩擦力、也可以是几个力的合力或某个力的分力；(处于平衡位置的物体，其回复力等于0)4、产生机械振动的条件：存在指向平衡位置 的回复力；阻力足够小；,5、全振动：振动质点从某位置出发到再次与出 发时同方向经过该位置的过程，称作一次全 振动；,简谐运动,1、定义：物体在跟位移大小成正比且方向总是 指向平衡位置的回复力作用下的振动叫做简 谐运动；2、简谐运动的特征：受力特征：F=-kx；运动特征：a=-kx/m；(其中k为比例常 数，对弹簧振子来说，k就是弹簧的劲度系 数),一次全振动过程中，位移、回复力、加速度和速度变化情况：,解：,弹簧振子一次全振动图像,振动图像：记录不同时刻，弹簧振子离开平衡位置的位移；横轴t时间轴；纵轴y弹簧振子离开平衡位置的位移；,振动的定量描述,为了定量的研究振动，需要一些物理量来描述不同振动的特征：1、振幅：物体在振动过程中，离开平衡位置的 最大距离，通常用A表示，A=|xmax|单位：m；2、周期：物体完成一次全振动所需要的时间，通常用T表示，单位：s，该物理量与系统本身有关，与振幅无关；3、频率：单位时间内完成全振动的次数，用符 号f表示，单位：Hz(读作：赫兹),4、振幅用来描述 振动的剧烈程度；5、由于机械振动是一种周期性运动，完成一次 全振动的时间越短，表示振动越快；单位时 间内完成全振动次数越多，同样说明振动越 快。所以，周期、频率都可以描述振动的快 慢；,物理量之间的关系：,1、物体每经过一次全振动，通过的路程必 定是振幅的四倍，即：S=4A;2、频率与周期的关系：f=1/T；,练习：,1、如上图所示：振子小球的位移，所受回复力，加速度和速度在什么位置最大？为什么？解：小球在B或C位置，位移大小等于振幅，达到最大；小球在B或C位置，弹簧形变最大，回复力达到最 大，加速度也达到最大；小球在从B或C位置到O点的过程中，一直在做加速运 动，到达O点后，马上做减速运动，速度达到最大；,2、将一水平放置的弹簧振子从平衡位置向右拉开4cm后 放手，让它做振动。已知从放手到回到平衡位置的时 间为0.1s，求：(1)弹簧振子的振幅、周期、频率；(2)2s内完成全振动的次数；(3)振子经5s通过的路程；(4)若将弹簧振子从平衡位置向右拉开6cm后释放，运动过程中的振幅、周期、频率变为多大？,解:(1)4cm、0.4s、2.5Hz;(2)5次；(3)2m；(4)振幅为6m，而周期与频率均不变；,