《大学物理 上 普通高等教育十一五 规划教材 教学课件 PPT 作者 通识教育规划教材编写组 第11章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理 上 普通高等教育十一五 规划教材 教学课件 PPT 作者 通识教育规划教材编写组 第11章（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第11章 机械振动,【学习目标】 掌握简谐振动的概念，及描述简谐振动的各物理量的物理意义及其之间的关系。 掌握描述简谐振动的旋转矢量表示法，并能用于讨论和分析简谐运动的规律。 了解单摆和复摆的概念。 熟练掌握简谐振动的基本特征，能建立一维简谐振动的微分方程，能根据给定条件写出一维简谐振动的运动方程，并理解其物理意义。 掌握同方向、同频率简谐振动的合成规律，了解拍和相互垂直简谐振动合成的特点。 了解阻尼振动、受迫振动和共振的发生条件及规律。 了解电磁振荡的相关知识。,11.1 简谐振动 11.2 简谐振动的旋转矢量表示法 11.3 几种常见的简谐振动 11.4 简谐振动的能量 11.5 简谐振动
2、的合成 11.6 阻尼振动 受迫振动 共振 11.7 电磁振荡 11.8 *非线性系统的振动和混沌,11.1 简谐振动,本节介绍间歇振动的基本物理量。 11.1.1 简谐振动的特征及其表达式 11.1.2 振幅 周期和频率 相位,11.1.1 简谐振动的特征及其表达式,在振动中，物体相对于平衡位置的位移随时间按正弦函数或余弦函数的规律变化，这种运动称为简谐振动，简称谐振动。,其解为,简谐振动的动力学特征,11.1.2 振幅 周期和频率 相位,1. 振幅,A：振幅,速度振幅,加速度振幅,2. 周期,周期,频率,圆频率,弹簧振子,3. 相位,相位,初相位,相位差：两个相位之差。设两个同频率的简谐振
3、动的振动方程分别为,相位差,同相,反相,4. 常量A和,的确定,11.2 简谐振动的旋转矢量表示法,每个简谐振动都可以用相应的旋转矢量来表示。,11.3 几种常见的简谐振动,本节介绍单摆和复摆。 11.3.1 单摆 11.3.2 复摆,11.3.1 单摆,单摆的振动周期和振幅无关，它决定于系统本身的属性，即决定于摆线的长度和重力加速度。,11.3.2 复摆,11.4 简谐振动的能量,总能量是一恒定值,11.5 简谐振动的合成,本节介绍几种情况下简谐振动的合成。 11.5.1 两个同方向同频率简谐振动的合成 11.5.2 两个同方向不同频率简谐振动的合成 拍 11.5.3 两个相互垂直的同频率的
4、简谐振动的合成 11.5.4 多个同方向、不同频率简谐振动的合成,11.5.1 两个同方向同频率简谐振动的合成,设某质点同时参与两独立的同方向、同频率的简谐振动，任一时刻t，质点在两简谐振动中的位移分别为,合振动的位移,11.5.2 两个同方向不同频率简谐振动的合成 拍,当质点同时参与两个同方向不同频率的简谐振动时，设两简谐振动的振动表达式为,相位差,取,合振动的位移,频率较大而频率之差很小的两个同方向简谐振动合成时，所产生的合振幅时而加强时而减弱的现象称为“拍”。,拍的周期,拍频,11.5.3 两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成,两个同频率的简谐振动分别在x轴和y轴，其振动方程为,11.5
5、.4 多个同方向、不同频率简谐振动的合成,多个沿x轴不同频率简谐振动的合成，各个分振动的频率为最低频率的整数倍时的情况,.,11.6 阻尼振动 受迫振动 共振,本节介绍阻尼振动、受迫振动和共振。 11.6.1 阻尼振动 11.6.2 受迫振动 11.6.3 共振,11.6.1 阻尼振动,由于受到阻力，振幅随时间而减小的振动称为阻尼振动。,时，欠阻尼,时，过阻尼,临界阻尼,阻尼振动x-t曲线,3种阻尼的比较,11.6.2 受迫振动,：驱动力,令,解为,11.6.3 共振,受迫振动的振幅达到最大值的现象称为位移共振。,角频率,振幅,11.7 电磁振荡,本节介绍电磁振荡。 11.7.1 振荡电路 无
6、阻尼自由电磁振荡 11.7.2 无阻尼电磁振荡的振荡方程 11.7.3 无阻尼自由电磁振荡的能量,11.7.1 振荡电路 无阻尼自由电磁振荡,在电路中，电荷和电流以及与之相联系的电场和磁场周期性地发生变化，同时，其电场能和磁场能在储能元件中不断转换，这个现象称为电磁振荡。,振荡电路,11.7.2 无阻尼电磁振荡的振荡方程,解为,11.7.3 无阻尼自由电磁振荡的能量,11.8 *非线性系统的振动和混沌,本节介绍非线性系统的振动。 11.8.1 非线性系统的振动 11.8.2 混沌,11.8.1 非线性系统的振动,11.8.2 混沌,“混沌” 是确定性的非线性动力学系统本身产生的不规则的宏观时空行为。 混沌系统具有如下所述3个关键要素： （1）内在随机性。 （2）是对初始条件的敏感依赖性。 （3）非规则的有序。,
