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一、機(jī)械振動 1.定義：物體（或物體的一部分）在某一位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動，叫機(jī)械振動，簡稱振動。這個位置稱為平衡位置 2.特征：具有往復(fù)性 3.軌跡：直線或曲線
名師提醒：平衡位置是物體不振動，處于靜止?fàn)顟B(tài)時所處的位置，也是物體振動時的中心位置
二、簡諧運(yùn)動 1.彈簧振子：彈簧振子是一種理想化的模型。表現(xiàn)在構(gòu)造上，是一根沒有質(zhì)量的彈簧一端固定，另一端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球。
2.彈簧振子的理想化條件 （1）質(zhì)量：彈簧的質(zhì)量比振子的質(zhì)量小得多，可以認(rèn)為質(zhì)量集中于振子上 （2）體積：振子需體積很小，可當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)處理 （3）阻力：忽略一切摩擦及阻力作用 （4）彈性限度：振子的振動范圍在彈簧的彈性限度內(nèi)
3.回復(fù)力 （1）定義：當(dāng)振動的物體偏離平衡位置時，會受到一個指向平衡位置的力，這種力叫做回復(fù)力 （2）回復(fù)力的方向、來源及性質(zhì) 方向：總是指向平衡位置。 屬于效果力，可以是某一個力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力。 名師提醒：回復(fù)力是效果力，它可以由某個力來承擔(dān)：甲圖回復(fù)力由彈簧彈力來承擔(dān)、丙圖回復(fù)力由摩擦力來承擔(dān)；也可以由某幾個力的合力來承擔(dān)：乙圖回復(fù)力由重力和彈簧彈力的合力來承擔(dān)。
4.簡諧運(yùn)動 （1）定義：如果物體所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置，則物體所做的運(yùn)動叫做簡諧運(yùn)動 （2）簡諧運(yùn)動的回復(fù)力：滿足，即回復(fù)力的大小與位移的大小成正比，方向與位移的方向相反。 （3）簡諧運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特征： 名師提醒：簡諧運(yùn)動的位移是指相對于平衡位置的位移；簡諧運(yùn)動是非勻變速運(yùn)動。
三、簡諧運(yùn)動的振幅、周期和頻率 1.振幅 （1）定義：簡諧運(yùn)動的物體離開平衡位置的最大距離。用符號A表示 （2）單位：國際單位中，振幅的單位是米（m） （3）物理意義：振幅是表示振動強(qiáng)弱的物理量，振幅越大，說明物體振動得越劇烈
名師提醒：（1）振幅是標(biāo)量，沒有負(fù)值，也沒有方向，振幅不能等同于最大位移；（2）簡諧運(yùn)動中，振幅不變。
2.全振動：振動物體往返一次的運(yùn)動，叫做一次全振動。 例如在水平方向運(yùn)動的彈簧振子的運(yùn)動：O→A→O→A’→0
3.周期 （1）定義：做簡諧運(yùn)動的物體完成一次全振動所需要的時間叫做振動的周期，用T表示 （2）單位：國際單位中，周期的單位為秒（s） （3）物理意義：周期是表示物體振動快慢的物理量，周期越長表示物體振動得越慢，周期越短表示物體振動得越快
名師提醒：彈簧振子的周期是由彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量決定的，與振子的振幅無關(guān)
4.頻率 （1）定義：單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，叫做振動的頻率，用f表示 （2）單位：國際單位制中，頻率的單位赫茲（Hz） f =1/T （3）物理意義：頻率也是表示物體振動快慢的物理量，頻率越大物體振動越快
四、簡諧運(yùn)動的能量 1.定義：做簡諧運(yùn)動的物體在振動過程中經(jīng)過某一位置時所具有的勢能和動能之和，稱為簡諧運(yùn)動的能量
2.關(guān)于簡諧運(yùn)動的三點(diǎn)說明 （1）做簡諧運(yùn)動的物體的能量變化規(guī)律：只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒 （2）簡諧運(yùn)動中的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，振動的能量越大 （3）在振動的一個周期內(nèi)，動能和勢能完成兩次周期性變化，經(jīng)過平衡位置時動能最大，勢能最小，到達(dá)最大位移處時，勢能最大，動能最小
五、單擺的簡諧運(yùn)動 1.單擺 （1）定義：若忽略懸掛小球的細(xì)線長度的微小變化和質(zhì)量，且線長比球的直徑大得多，這樣的裝置叫做單擺，它是實(shí)際擺的理想化模型 （2）實(shí)際擺看成單擺的理想化要求： ①細(xì)線形變要求：細(xì)線的伸縮可以忽略 ②質(zhì)量要求：細(xì)線的質(zhì)量與小球的質(zhì)量相比可以忽略 ③細(xì)線長度要求：球的直徑與線的長度相比可以忽略不計(jì) ④受力要求：忽略擺動中所受的阻力
2.單擺的簡諧運(yùn)動 將單擺的擺球拉離平衡位置，使擺線與豎直方向成一較小的角度，然后釋放，小球?qū)⒃谄胶馕恢脙蓚?cè)做往復(fù)運(yùn)動 （1）擺球以懸掛點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)沿圓弧做變速圓周運(yùn)動，做圓周運(yùn)動需要向心力 （2）擺球同時以最低點(diǎn)為平衡位置做振動，做振動需要回復(fù)力 （3）受力分析：重力、繩子的拉力 名師提醒：回復(fù)力是重力沿切線方向的分力即 根據(jù)微小近似
六、單擺簡諧運(yùn)動的周期 (1)只要測出單擺的擺長l和周期T，就可以根據(jù)g＝ (2)l為等效擺長，表示從懸點(diǎn)到擺球重心的距離，要區(qū)分?jǐn)[長和擺線長，懸點(diǎn)實(shí)質(zhì)為擺球擺動所在圓弧的圓心． (3)g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?/span> 七、簡諧運(yùn)動的圖像 1．簡諧運(yùn)動的圖象 2.振動圖象的信息 (1)由圖象可以看出振幅、周期． (2)可以確定某時刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移． (3)可以根據(jù)圖象確定某時刻質(zhì)點(diǎn)回復(fù)力、加速度和速度的方向． ①回復(fù)力和加速度的方向：因回復(fù)力總是指向平衡位置，故回復(fù)力和加速度在圖象上總是指向t軸． ②速度的方向：速度的方向可以通過下一時刻位移的變化來判定，若下一時刻位移增大，振動質(zhì)點(diǎn)的速度方向就是遠(yuǎn)離t軸，若下一時刻位移減小，振動質(zhì)點(diǎn)的速度方向就是指向t軸
八、簡諧運(yùn)動的表達(dá)式 （1）動力學(xué)表達(dá)式：F＝－kx，其中“－”表示回復(fù)力與位移的方向相反． （2）運(yùn)動學(xué)表達(dá)式：x＝Asin (ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示簡諧運(yùn)動的快慢，(ωt＋φ)代表簡諧運(yùn)動的相位，φ叫做初相
九、阻尼振動 1.阻尼振動：系統(tǒng)在振動過程中受到阻力的作用，振動逐漸消失，振動能量逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰俊?/span> 2.自由振動：系統(tǒng)不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回復(fù)力作用下的振動。又稱為無阻尼振動 3.固有頻率：自由振動的頻率叫做系統(tǒng)的固有頻率
十、受迫振動 1.驅(qū)動力：如果用周期性的外力作用于振動系統(tǒng)，補(bǔ)償系統(tǒng)的能量損耗，使系統(tǒng)持續(xù)等幅地振動下去，這種周期性外力叫做驅(qū)動力 2.受迫振動：系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動叫做受迫振動 3.受迫振動的周期和頻率：物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的周期周期和頻率等于驅(qū)動力的周期和頻率，與物體的固有周期和頻率沒有關(guān)系
十一、共振 1.定義：驅(qū)動力的頻率等于振動物體的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振 2.共振的條件：驅(qū)動力的頻率等于振動物體的固有頻率，即f驅(qū)=f固 3.共振曲線：受迫振動的振幅隨驅(qū)動力頻率變化的圖線，叫做共振曲線 名師提醒：由圖可知，f驅(qū)與f固越接近，振幅A越大；當(dāng)f驅(qū)＝f固時，振幅A最大．
十二、實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度 1．實(shí)驗(yàn)原理 2．注意事項(xiàng) (1)細(xì)線的質(zhì)量要小，彈性要小，選用體積小、密度大的小球，擺角不超過10°. (2)要使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動，不能形成圓錐擺，方法是將擺球拉到一定位置后由靜止釋放． (3)測周期的方法： ①要從擺球過平衡位置時開始計(jì)時，因?yàn)榇颂幩俣却蟆⒂?jì)時誤差小，而最高點(diǎn)速度小、計(jì)時誤差大． ②要測多次全振動的時間來計(jì)算周期．如在擺球過平衡位置開始計(jì)時，且在數(shù)“零”的同時按下秒表，以后擺球從同一方向通過最低位置時計(jì)數(shù)1次． |
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