1、 第四章 机械振动和机械波 声波 简谐振动 简谐振动的合成 机械波 简谐波 惠更斯原理及波的干涉 声波和超声波4-1 简谐振动任一物理量在某一定值附近往复变化均称为 振动 .机械振动： 物体围绕一固定位置往复运动 . 条件： 有固定的位置，运动具有重复性。简谐振动 最简单、最基本的机械振动 .简谐振动合成复杂振动分解v弹簧振子 弹簧振子由一个轻弹簧、一个质量为 m的物体块组成 . 弹簧的一端被固定不动 , 另一端与物体相连 . 假设弹簧的质量很小 , 物体与地面的摩擦力忽略不计 . 当外力作用振子，使其偏离平衡位置，然后外力消失 , 振子在弹簧的恢复力的作用下进行来回振动 . 根据胡克定律 F
2、=-kx 及牛顿第二定律 F=ma该微分方程的解为令上述方程称为 简谐振动方程 , 其描述的机械振动称为 简谐振动 . 振幅角频率由振动系统本身固有性质决定周期 频率相位 其中 初相位单位： m单位： rad/s单位： rad振幅 、 角频率 和 初相位 称为简谐振动的振动三要素 . 简谐振动方程描述了位置与时间的关系 . 对位移进行一次微分可以得到振动的 速度方程 , 进行两次微分可以得到振动的 加速度方程 . 简谐运动方程的求解设弹簧振子如下图所示 , 用外力将物块拉到距平衡位置 x=6cm 处 , 然后撤掉外力 , 以撤掉外力的时刻为计时起点 , 求该振动的运动方程 . 设物块质量 m=
3、0.02kg, 弹簧弹性系数 0.022Nm-1. 解：以 x轴向右为正方向建立坐标系 , 由题给定条件 , 系统的运动为一简谐运动 , 其运动方程为解出简谐运动三个要素就可以得到该系统的运动方程 .由 定义有从已给条件知道 , 系统在撤去外力后的最大位移为 6cm, 而在系统运动过程中不再有外力作用在系统 , 所以该简谐运动振幅为 A=0.06m. 从已知条件可知 , 在 t=0时 , x=6.0cm, 即代入 A=0.06, 有 cos=1, =0代入以上结果 , 求出该弹簧振子简谐运动方程为 一个运动物体的位移与时间的关系为设位移的单位为米 m求：）周期，振幅和初相位） t=2s时物体的位移，速度和加速度
