第九章振动学基础
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第9章振动学基础习题9.1 质量为10×10-3kg的小球与轻弹簧组成的系统,按x=0.1cos(8πt+2π/3)(SI)的规律振动,求:(1)振动的圆频率、周期、振幅、初相以及速度与加速度的最大值;(2)最大回复力、振动能量、平均动能和平均势能;(3)t=1、2、5、10s等各时刻的相位;(4)分别画出振动的x-t图线,v-t图线和a-t图线;(5)画出这些振动的转动矢量图示,并在图中指明t=1、2、5、10s时矢量的位置。
9.2 一个弹簧振子m=0.5kg,k=50N/m,振幅A=0.04m,求:(1)振动的圆频率,最大速度和最大加速度;(2)当振子对平衡位置的位移为x=0.02m时的瞬时速度、加速度和回复力;(3)以速度具有正的最大值时为计时起点,写出振动的表达式。
9.3 一质点在x=0附近沿x轴作简谐振动。
在t=0时位置为x=0.37cm,速度为零,振动频率为0.25Hz。
试求:(1)周期、圆频率、振幅;(2)在时刻t的位置和速度;(3)最大速度和最大加速度的值;(4)在t=3.0s时的位置和速率。
9.4 作简谐振动的小球,速度最大值为v m=3cm/s,振幅A=2cm,若从速度为正的最大值时开始计算时间,求:(1)振动的周期;(2)加速度的最大值;(3)振动表达式。
9.5 如图,两轻弹簧与小球串联在一直线上,将两弹簧拉长后系在固定点A、B之间,整个系统放在水平面上。
设弹簧的原长为l1、l2,倔强系数为k1、k1,A、B间距离为L,小球的质量为m。
(1)试确定小球的平衡位置。
(2)使小球沿弹簧长度的方向作一微小位移后放手,小球将作振动,这一振动是否是简谐振动?振动的周期为多少?9.6 一轻弹簧的倔强系数为k,其下悬有一质量为m的盘子。
现有一质量为M的物体从离盘h高度处自由下落到盘中并和盘子粘在一起,盘子开始振动起来。
(1)此时振动周期与空盘振动的周期各为多少?(2)此时振动的振幅。
振动学基础---练习题一、选择1、物体做简谐运动时,下列叙述中正确的是 [ ](A )在平衡位置加速度最大; (B )在平衡位置速度最小; (C )在运动路径两端加速度最大; (D )在运动路径两端加速度最小。
2、作简谐运动的单摆,在最大角位移向平衡位置运动过程中 [ ](A )动能减少,势能增加; (B) 动能增加,势能减少;(C )动能增加,势能增加; (D) 动能减少,势能减少。
3、弹簧振子沿直线作简谐振动,当振子连续两次经过相同位置时,以下说法正确的是(A )加速度不同,动能相同; [ ] (B )动能相同,动量相同; (C )回复力相同,弹性势能相同; (D )位移、速度和加速度都相同。
4、一弹簧振子,当0t =时,物体处在/2x A =(A 为振幅)处且向负方向运动,则它的初相为[ ](A )π3; (B )π6; (C )-π3; (D )-π6。
5、把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开,使摆线与竖直方向成一微小角度θ ,然后由静止放手任其振动,从放手时开始计时。
若用余弦函数表示其运动方程,则该单摆振动的初相为 [ ](A) π ; (B) π/2 ; (C) 0 ; (D) θ 。
6、一质点作简谐振动,周期为T 。
当它由平衡位置向x 轴正方向运动时,从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为 [ ](A) T /12 ; (B) T /8 ; (C) T /6 ; (D) T /4 7、一质点沿x 轴作简谐振动,振动方程为 10.04cos(2)3x t ππ=+(SI ),从t = 0时刻起,到质点位置在x = -0.02 m 处,且向x 轴正方向运动的最短时间间隔为 [ ](A)s 81; (B) s 61; (C) s 41; (D) s 21。
8、一弹簧振子,物体的质量为m ,弹簧的劲度系数为k ,该振子作振幅为A 的简谐振动。
当物体通过平衡位置且向规定的正方向运动时开始计时。
机械振动学基础知识振动的相位与相位差的意义机械振动是物体在受到外力作用下产生的周期性运动。
在振动的过程中,相位和相位差是两个重要的概念,对于理解振动的特性和特征至关重要。
本文将介绍振动的相位和相位差的概念及其在机械振动学中的意义。
相位是描述振动状态的一个重要参数,它表示一个振动物体在一个周期内所处的位置。
在正弦振动中,我们通常用角度来表示相位,其范围为0到360度。
当物体从最大位移向负方向移动时,其相位逐渐增加,当再次到达最大位移时,相位为360度,即一个完整的周期。
相位的改变反映了振动物体在不同时间点的位置,可以帮助我们更清晰地了解振动的状态。
相位差是指振动系统中不同振动物体之间的相位关系。
当两个振动物体的相位差为0时,它们的振动状态完全一致,即两者的振动状态完全相同;当相位差为180度时,它们的振动状态完全相反,即一个在正向振动,另一个在负向振动;当相位差为90度或270度时,它们的振动状态存在一定的偏差,但仍然存在一定的关联性。
通过对相位差的分析,我们可以判断不同振动物体之间的运动状态,帮助我们进一步理解振动系统的特性。
在机械振动学中,相位和相位差的意义不仅在于描述振动的状态,更重要的是帮助我们分析振动系统的动态特性。
通过对振动的相位和相位差进行精确的测量和分析,我们可以确定振动系统的固有频率、共振频率以及其它重要的动态参数,为后续的振动控制和优化提供重要的参考依据。
因此,在研究机械振动时,我们需要充分理解振动的相位和相位差的概念,善于运用它们来分析和解决振动系统中的实际问题。
总之,相位和相位差是机械振动学中非常重要的概念,它们不仅帮助我们描述振动的状态,更重要的是帮助我们分析振动系统的动态特性。
只有深入理解和熟练运用相位和相位差的概念,我们才能更好地理解和控制振动系统的运动规律,为工程实践和科学研究提供更可靠的支持。
希望本文的介绍能够对读者有所帮助,激发大家对机械振动学的兴趣,促进振动领域的进一步发展与应用。