海南大学物理课件2.1-2.2 振动.ppt

气流通过物体时形成的卡尔曼涡街（Karman vortex street) f=St(v/d） 6.阻尼振动、受迫振动与共振 2.1 简谐振动 1.同方向同频率简谐振动的合成 2.2 简谐振动的合成 * * 物理学 经典物理 现代物理 力学 热学 电磁学 光学 相对论 量子力学 非线性 时间 t 关 键 概 念 的 发 展 力学 电磁学 热学 相对论 量子论 1600 1700 1800 1900 机械振动和机械波 电磁振荡和电磁波 某些形式的运动横跨所有这些学科，其中最典型的是振动和波。 电磁波 波动力学 本章的意义绝不局限于力学，它将为学习整个物理学打基础。 Chapter 2 振动和波 Vibration and Wave 平衡与振动 处于静止状态的物体，称之为平衡，此时物体不受力或所受的合力为零。如果处于平衡位置的物体受到某种扰动而离开了平衡位置，则根据该物体以后能否保持平衡可将平衡分为四种：稳定平衡、亚稳平衡、不稳平衡和随遇平衡。 处于稳定平衡或亚稳平衡而扰动较小的情况时物体将会发生振动,振动的物体称为振子。 2.1 简谐振动 1. 简谐振动Simple Harmonic Vibration 2.1 简谐振动 1. 简谐振动Simple Harmonic Vibration 2.1 简谐振动 Euler 线性叠加 常数 和 的确定 初始条件 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. 2.1 简谐振动 1. 简谐振动Simple Harmonic Vibration 图 一 振幅 二 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 注意 图 三 相位 2. 描述简谐振动的物理量 2.1 简谐振动 取 已知 求 讨论 2. 描述简谐振动的物理量 2.1 简谐振动 3.单摆 pendulum 2.1 简谐振动 4.旋转矢量图分析 2.1 简谐振动 时 当 时 4.旋转矢量图分析 2.1 简谐振动 Fig Fig Fig 4.旋转矢量图分析 2.1 简谐振动 4.旋转矢量图分析 2.1 简谐振动 4.旋转矢量图分析 2.1 简谐振动 4.旋转矢量图分析 2.1 简谐振动 4.旋转矢量图分析 2.1 简谐振动 x A A 2 1.0 0 t 求振动方程？ 1）phase difference 4.旋转矢量图分析 2.1 简谐振动 4.旋转矢量图分析 2.1 简谐振动 4.旋转矢量图分析 2.1 简谐振动 线性回复力是保守力，作简谐运动的系统机械能守恒 （振幅的动力学意义） 5.简谐振动的能量 2.1 简谐振动 弹簧振子： 4 T 2 T 4 3 T 能量 5.简谐振动的能量 2.1 简谐振动 简谐运动势能曲线 简谐运动能量守恒，振幅不变 5.简谐振动的能量 2.1 简谐振动 能量守恒 简谐运动方程 推导 5.简谐振动的能量 2.1 简谐振动 阻尼因子 固有频率 在小阻尼条件下 ，微分方程的解为: 其中 在回复力和阻力作用下的振动称为阻尼振动。 阻尼种类：摩擦阻尼 辐射阻尼 6.阻尼振动、受迫振动与共振 2.1 简谐振动 阻尼：消耗振动系统能量的原因。 阻尼振动的三种情形： 欠阻尼 过阻尼 临界阻尼 临界阻尼 过阻尼 欠阻尼 6.阻尼振动、受迫振动与共振 2.1 简谐振动 物体在周期性外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动。 物体所受驱动力： 衰减项 稳态项 6.阻尼振动、受迫振动与共振 2.1 简谐振动 对于受迫振动，当外力幅值恒定时，稳定态振幅随驱动力的频率而变化。当驱动力的角频率等于某个特定值时，位移振幅达到最大值的现象称为位移共振。 阻尼=0 阻尼较小 阻尼较大 共振 受迫振动速度在一定条件下发生共振的的现象称为速度共振。 共振 在阻尼很小的前提下，速度共振和位移共振可以认为等同。 6.阻尼振动、受迫振动与共振 2.1 简谐振动 收音机 小提琴 电视机 音箱 核磁共振仪 音乐厅 6.阻尼振动、受迫振动与共振 2.1 简谐振动 6.阻尼振动、受迫振动与共振 2.1 简谐振动 塔科马海峡桥的倒塌 6.阻尼振动、受迫振动与共振 2.1 简谐振动