大学物理机械振动.ppt

5-0 教学基本要求,5-1 简谐运动 振幅 周期和频率 相位,5-2 旋转矢量,5-3 简谐运动的能量,本章目录,5-4 一维简谐运动的合成 拍现象,二 掌握描述简谐运动的旋转矢量法和图线表示法，并会用于简谐运动规律的讨论和分析.,一 掌握描述简谐运动的各个物理量（特别是相位）的物理意义及各量间的关系.,5-0 教学基本要求,三 掌握简谐运动的基本特征，能建立一维简谐运动的微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐运动的运动方程，并理解其物理意义.,四 理解同方向、同频率简谐运动的合成规律，了解拍和相互垂直简谐运动合成的特点.,5-0 教学基本要求,本章目录,选择进入下一节：,5-0 教学基本要求,5-1 简谐运动 振幅 周期和频率 相位,5-2 旋转矢量,5-3 简谐运动的能量,5-4 一维简谐运动的合成 拍现象,物体或物体的某一部分在一定位置附近来回往复的运动,实例:,心脏的跳动，钟摆，乐器，地震等,1 机械振动,一 简谐运动,简谐运动 最简单、最基本的振动,谐振子 作简谐运动的物体,2 简谐振动,弹簧振子的振动,振动的成因：,回复力+惯性,令,3 弹簧振子的运动分析,得,即,简谐运动的特征：加速度 与位移的大小x成正比，方向相反,解方程,设初始条件为:,解得,由,得,其中,图,图,图,取,简谐运动方程,二 振幅,三 周期、频率,弹簧振子周期,周期,频率,圆频率,周期和频率仅与振动系统本身的物理性质有关,频率为,例如，心脏的跳动80次/分,周期为,动物的心跳频率(参考值,单位:Hz),昆虫翅膀振动的频率（Hz）,雌性蚊子 355415 雄性蚊子 455600 苍 蝇 330 黄 蜂 220,相位的意义:表征任意时刻（t）物体振动状态.物体经一周期的振动，相位改变.,四 相位,相 位,初相位,五 常数 和 的确定,对给定振动系统，周期由系统本身性质决定，振幅和初相由初始条件决定.,时,动力学分析：,O,A,m,例 单摆,令,已知,求,图,取,例1.如图的谐振动x-t 曲线，试求其谐振方程,解：由图知,振动表达式为,由t=0时：,又由：,即：,例2.如图的谐振动x-t 曲线，试求其谐振方程,解：由图知,由t=1时：,振动表达式为,选择进入下一节：,5-0 教学基本要求,5-1 简谐运动 振幅 周期和频率 相位,5-2 旋转矢量,5-3 简谐运动的能量,5-4 一维简谐运动的合成 拍现象,