第1节 机械振动
一、简谐运动的特征
1．简谐运动
(1)定义：如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
(2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。 (3)回复力
①定义：使物体返回到平衡位置的力。 ②方向：总是指向平衡位置。
③来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。
2．简谐运动的两种模型 模型 弹簧振子 单摆 示意图 弹簧振子(水平) 简谐运动条件 回弹簧的弹力提供 摆球重力沿与摆线垂直方向(即切向)①弹簧质量要忽略 ②无摩擦等阻力 ③在弹簧弹性限度内 ①摆线为不可伸缩的轻细线 ②无空气阻力等 ③最大摆角小于等于5° 复力 平衡位置 周期 能与振幅无关 弹簧处于原长处 的分力 最低点 T＝2πLg 量弹性势能与动能的相互转化，机械能重力势能与动能的相互转化，机械能转守恒 化 二、简谐运动的公式和图象 1．简谐运动的表达式
(1)动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。 (2)运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf，表示简谐运动的快慢，ωt＋φ代表运动的相位，φ代表初相位。
2．简谐运动的图象
(1)从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asin ωt，图象如图甲所示。
守恒
甲 乙
(2)从最大位置开始计时，函数表达式为x＝Acos ωt，图象如图乙所示。 三、受迫振动和共振 1．受迫振动
(1)概念：振动系统在周期性驱动力作用下的振动。
(2)特点：受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关。 2．共振
(1)现象：当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大。 (2)条件：驱动力的频率等于固有频率。 (3)特征：共振时振幅最大。 (4)共振曲线(如图所示)。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)
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