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第一讲　机械振动　
复习回顾
高中阶段我们学过的运动形式有哪些
提示：按运动轨迹分类
直线运动
曲线运动
匀速直线运动
变速直线运动
匀变速直线运动
变加速直线运动
抛体运动
圆周运动
平抛运动
斜抛运动
匀速圆周运动
变速圆周运动
简谐运动
机械振动　
一、机械振动
2.位移x：
偏离平衡位置的距离
1.平衡位置：
F合=0
F合=-kx
x
F合
=F回
二、简谐运动
1.动力学：
F回=-kx
2.运动学：
x=
t
x
F合=-kx
=F回
t
x
Asin
A
3.振幅A：
=Asinωt
4.周期T（频率f）：
T
3600
2π
最大位移
x=Asin(ωt+φ)
t
x
一、机械振动
2.位移x：
偏离平衡位置的距离
1.平衡位置：
F合=0
二、简谐运动
1.动力学：
F回=-kx
x=
2.运动学：
机械振动　
t
x
A
T
3600
2π
x=Asinωt
机械振动　
Asin
3.振幅A：
=Asinωt
4.周期T（频率f）：
最大位移
一、机械振动
二、简谐运动
1.动力学：
F回=-kx
x=
2.运动学：
F合=-kx=F回
5.相位：
x=Asin(ωt+φ)
B
t
x
300
900
1200
1800
A
T
T
12
A/2
T
8
T
3
T
4
-A
3T
4
T
2
2700
A/2
450
A/2
3600
2π
t
x
0
周期T：
①1T走4A。
②T/2走2A。
③T/4不一定走A
1T后回到原位置
T/2后到达O点对称位置
x.v.a大小相等方向相反
F合=-kx=F回
【例2】(2022·漳州测试)(多选)弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，从它经过O点时开始计时，经过0.3 s第一次到达点M，再经过0.2 s第二次到达点M，则弹簧振子的周期可能为(　 )
A．0.53 s B．1.4 s C．1.6 s D．2 s
AC　
0 M x
0 M x

x
二、简谐运动
kx1
mg
平衡位置：mg=kx0
F回=kx1-mg
F回=-kx
=kx1-kx0
mg
kx0
N
mg
kx1
N
1.动力学：
2.运动学：
3.振幅A：
4.周期T（频率f）：
6.种类：
①弹簧振子
kx0
mg
T
mg
②单摆
很小时x/≈x
<50
F回=mgsin
x
x/
F回≈
=mg
mg
5.相位：
二、简谐运动
1.动力学：
2.运动学：
3.振幅A：
4.周期T：
6.种类：
①弹簧振子
②单摆
<50

T
mg
x
注意：简谐运动T与振幅无关。
T=2π
T=2π
受迫振动周期=驱动力的周期。
驱动力的周期等于简谐运动的固有周期时振幅最大，即发生共振。
5.相位：
思考：一试管漂浮在水中，底部放点沙子，结果保持静止状态，压下试管一小段距离，放手后试管上下运动，其运动是否为简谐运动，若是，求试管做简谐运动的周期T，试管及沙子的总重量为m，横截面积为S、水的密度为ρ，重力加速度为g。
机械波
一、机械振动
二、简谐运动
三、机械波
波源机械振动，依次带动相邻质点的振动。
1.分类：
①横波:
波峰、波谷
②纵波:
2.波长：
相邻波峰
或相邻密部的距离
3.波速:
疏部、密部
波传递能量信息、传播振动形式
质点不随波迁移
一、机械振动
二、简谐运动
三、机械波
波源机械振动，依次带动相邻质点的振动。
1.分类：
①横波:
波峰、波谷
②纵波: 疏部、密部
2.波长：
相邻波峰
或相邻密部的距离
3.波速:
波在介质中传的速度
三、机械波
波源机械振动，依次带动相邻质点的振动。
1.分类：
①横波:
波峰、波谷
②纵波:疏部、密部
2.波长：
相邻波峰
或相邻密部的距离
3.波速:
波在介质中传的速度
=λf
①各质点不随波发生迁移，
均在随波源振动．
②各质点振动T相同，由振源决定。
③各质点振幅相同(不考虑能量损失）
④各质点起振方向与波源相同
思考：各质点振动方向有什么特点？
思考: 各质点振动方向有什么特点？
上坡下振.下坡上振
波动图像:
各质点在某一时刻的相对位置关系图
振动图像:
一个质点在不同时刻相对位置关系图
t
y
试画出波源从此时刻开始的振动图像
x
y
v
思考: 两列波相遇会发生什么情况？
一、机械振动
二、简谐运动
三、机械波
四、波的特征
1.波的干涉：
①条件：
频率相同(相干波)
振动方向相同
加强点：
Δx=
nλ
减弱点：
Δx=
=2n
(2n-1
形成稳定的加强区和减弱区的叠加
②若步调一致
减弱点：
Δx=
nλ
加强点：
Δx=
(2n-1
若步调相反
=2n
机械波
四、波的特征
1.波的干涉
2.波的衍射：
孔、缝、障碍物与波长差不多或比波长小.
绕过障碍物、孔、缝的阴影区传播
明显衍射条件：
机械波
四、波的特征
1.波的干涉
2.波的衍射：
3.多普勒效应：
由于波源和观察者相互靠进或远离，导致观察者接收到波频率变化的现象。
4.波的种类
①机械波：
在同一种介质中波速相同
②电磁波：
在同一种介质中波速不等
同一列波无论传到哪里频率不变
=λf
v
机械波
光的双缝干涉
光的多普勒效应
[微点判断]
(1)简谐运动是匀变速运动。 ( )
(2)周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量。 ( )
(3)振幅等于振子运动轨迹的长度。 ( )
(4)简谐运动的回复力可以是恒力。 ( )
(5)弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大。 ( )
(6)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。 ( )
(7)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。 ( )
(8)简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹。 ( )
×
√
×
×
√
×
√
×
(9)横波就是在水平方向传播的波。 ( )
(10)在机械波的传播过程中各质点随波的传播而迁移。 ( )
(11)通过波的图像可以找出任一质点在某时刻的位移。 ( )
(12)机械波在传播过程中，各质点的起振方向都相同。 ( )
(13)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。 ( )
(14)波速表示介质中质点振动的快慢。 ( )
(15)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。 ( )
(16)一切波都能发生衍射现象。 ( )
(17)多普勒效应说明波源的频率发生变化。 ( )
×
×
√
√
×
×
×
√
×
ABD
(1)0.8 s　(2)-0.5 cm
(1)3 m　5 m/s　(2)2.15 s
BC
(1)5 m/s　(2)3.6 s

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