七、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.