【湖南成考】高起点复习资料物理--机械振动和机械波

机械振动和机械波 
1.简谐运动 
（1）定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动. 
（2）简谐运动的特征:回复力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置. 
简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零;在最大位移处，速度为零，加速度最大. 
（3）描述简谐运动的物理量 
①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅. 
②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱. 
③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f. 
（4）简谐运动的图像 
①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹. 
②特点:简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线. 
③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况. 
2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小，它的周期就都是T. 
3.单摆:摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型.

（1）单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°. 
（2）单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力. 
（3）作简谐运动的单摆的周期公式为:T=2π

①在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关. 
②单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g有关. 
③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L应理解为等效摆长，重力加速度应理解为