第一章概论机械振动

第一章概论

一、机械振动（Mechanical Vibration）

机械振动是一种特殊形式的运动。它是指物体在平衡位置附近来回往复的运动。从运动学的观点来看，机械振动是指机械系统的某些物理量（位移、速度、加速度），在某一数值附近随时间的变化规律。

机械振动在日常生活是经常遇到的。例如：心脏的跳动，钟表的摆动，车厢的晃动，大海的波涛，地震等等。在工程技术中，机械振动也是非常普遍的：桥梁与房屋的振动，飞行器与船舶的振动，机床与刀具的振动，各种动力机械的振动等等，都是机械振动。

机械振动有二重性，既有有害的一面，也有有利的一面。例如：它影响精密仪器的功能；降低机械加工的精度和光洁度；加剧构件的疲劳和磨损，从而缩短机器和结构的使用寿命；甚至使结构发生大变形破坏，有的桥梁就是由于振动而倒塌；据有关统计表明，在飞行器所发生的许多重大事故中，有40%的事故和振动有关。其有利的一面是：没有振动就没有各种发声器（包括人的声带）以及计时的钟表；各种利用机械振动的生产设备，如振动传输、振动筛、振动研磨和抛光、振动沉桩等等。

研究机械振动的目的：了解各种机械振动现象的机理，掌握振动的基本规律，防止或限制振动所产生的危害，同时

利用机械振动的积极一面。

二、振动系统模型

与其他工程科学一样，机械振动也是借助模型进行研究。

任何机器、结构或它们的零部件，由于具有弹性与质量，都可能发生振动，它们都是振动系统。振动系统模型可分为两大类：

（Ⅰ）离散系统（集中参数系统）

------- 是由集中参数元件组成。基本的集中参数元件有三种：

质量（包括转动惯量）模型------ 只具有惯性；

弹簧模型----- 只具有弹性，其本身质量可以略去不计；

阻尼器模型----- 既不具有惯性，也不具有弹性。它是耗能元件，在有相对运动时产生阻力。

离散系统的运动，在数学上用常微分方程来描述。

（Ⅱ）连续系统

----- 是有弹性元件组成。典型的弹性元件有：杆、梁、轴、板壳和块体等等。弹性体的惯性、弹性和阻尼是连续分布的。

连续系统的运动，在数学上用偏微分方程来描述。

一个弹性体有无限多个自由度。

（Ⅲ）有限元模型

三、激励与响应

外界对系统的作用或机器运动产生的力称为激励或输入。

机器或结构在激励作用下产生的动态行为称为响应或输出。

一个振动系统，在外界振动激励作用下，会呈现出一定的振动响应，二者是由系统的振动特性联系着。

系统的激励分为两大类：确定性的和随机的

确定性的激励：可用时间的确定函数来描述激励。例如脉冲激励、阶跃函数、简谐函数等等。

随机的激励：不能用时间的确定函数来描述，但它具有一定的统计规律性，因而可以用随机过程来描述。

四、振动分类

（ⅰ）按振动系统响应的性质分

确定性振动随机振动

振动

周期振动非周期振动

简谐振动复杂周

期振动

准周期

振动

瞬态

振动

复杂周期振动------ 除简谐振动以外的周期振动。

准周期振动------ 是由不同频率的简谐振动合成的振动，这一点与复杂周期振动类似。但是准周期振动没有周期性，组成它的简谐分量中总会有一个分量与另一个分量的频率之比为无理数。例如，多自由度系统的无阻尼自由振动一般就是属于准周期振动。而复杂周期振动的诸简谐分量的频率值比都是有理数。这是准周期振动与复杂周期振动的不同之点。

瞬态振动----- 其时间函数为各种脉冲函数或衰减函数。例如有阻尼自由振动就是属于瞬态振动。

（ⅱ）按振动微分方程的特点分

线性振动----- 线性振动系统的质量不随运动参数（如位移、速度、加速度）而变化，而且系统的弹性力与阻尼力都可以简化为线性模型，即

F kx

R cx

非线性振动----- 凡是不能简化为线性系统的振动系统（ⅲ）按系统自由度分

单自由度振动（vibrating of single-degree of freedom system）多自由度振动（vibrating of multi- degree of freedom systems）

无限多自由度振动（即连续体振动）（vibration of continuous systems）

（ⅳ）按激励分

自由振动（free vibration）----- 在外界干扰下依靠系统本身的弹性恢复力维持的振动

强迫振动（forced vibration）----- 弹性系统在受到外界控制的激励作用下发生的振动。激励与系统本身无关。

自激振动（self-induced vibration , self-excited vibration）----- 激励是受系统振动本身控制的，在适当的反馈作用下，系统会自动地激起定幅振动。但一旦振动被抑止，激励也就随同消失。

五、振动问题及其解决方法

不论是确定性振动还是随机振动问题，无非是在激励、响应以及系统特性三者之中已知二者求第三者。

1. 在激励条件与系统动态特性已知的情形下求系统的响应。这就是振动分析。

2. 在系统特性与系统响应已知的情形下，来反推系统的输入。这就是振动环境预测。

3. 在激励与响应均为已知的情形下，来确定系统的动态特性。这就是振动特性测定或系统识别。

该问题的另一种提法是：在一定的激励条件下，如何来设计系统的动态特性，使得系统的响应满足指定的条件。这就是振动综合或振动设计。

解决振动问题的方法：理论分析与实验研究

在大量实践和科学实验基础上建立起来的理论，反过来对实践起一定的指导作用。而从理论分析得到的每一结论都必须通过实验的验证，并接受实践的检验，才能确定它是否正确。

在振动问题的理论分析中大量地应用了数学工具，特别是电子计算机的日益发达为解决复杂振动问题提供了强有力的手段。而振动测试技术又为振动问题的试验、分析与研究展现了广阔的前景。

本课程着重阐述振动的基本理论与分析方法。完全掌握

这些内容也就初步具备解决实际振动问题的能力，并能为进一步开展研究打下良好的基础。

六、预备知识和参考文献

预备知识：高等数学、线性代数、理论力学与材料力学参考文献：

1. 机械振动（上册）.清华大学工程力学系郑兆昌主编，机械工业出版社

2. 机械振动. 季文美等著，科学出版社

3. 振动力学. 倪振华，西安交通大学出版社

振动对健康有害

王金宝

中国青年报1989年5月25日

在美国曾发生过这样一件怪事：一条高速公路两旁的树木莫名其妙地死去了。开始人们以为是汽车废气所致，后经过反复调查研究，才真相大白。

罪魁？？？？

罪魁原来是过往汽车造成的振动。振动破坏了树根与土壤的接触。植物这么怕振动，那么人类呢？

人类生活的世界简直就是一个振动的王国。城市的地下铁道在振动，人们上班路上要被公共汽车摇来摇去。工厂里机床车、磨、刨、铣、钻，无不产生不同频率的振动。振动危害人体健康，被列为现代工业的污染之一。

研究表明，人对不同频率的振动有不同的反应。有人做过实验，让人坐在椅子上，给他一个强度不太大的振动，振动频率由低到高，慢慢变化。结果发现：振动频率低于1赫时，人感到头内振动，持续几分钟后，有肌肉痛等不舒适的感觉；振动频率为2赫时，人感到瞌睡；5～8赫时，感到难以忍受，而且呼吸和讲话都受到干扰；9～30赫时，感到脸、颊、颈部振动，视觉受到干扰；振动频率超过30赫时，振动感觉反而变小。

为什么振动频率变化时，人的感觉会有差别呢？原来人体本身就有许多振动“装置”。当物体的振动与人体的振动频率相同时，人体的振动反应就最大。据测定，人体反应最大的频率是4～8赫；其次是10～12赫，主要是胸腰内脏共振所致；再次为20～25赫。人体的不同器官对于振动也有不同的反应，振动频率为18～50赫时对视觉干扰最大，30～40赫时对手不操作影响最严重，6～8赫时则会出现语音障碍。

那么，人到底能耐受多大的振动呢？一般来说，20赫以下的振动，加速振幅达到0.001G（1G相当于1个地球引力）时开始引起人的注意；0.05G以上会使人感到不舒适；超过0.3G后，就会造成人体器官平衡失调，会感到头晕、头沉、贪睡、疲劳、注意力分散等。长此以往还会导致神经系统、心脏血管系统和运动系统的障碍。

防止振动危害的办法是减小机械的振动，或者采取隔振、减振等措施。如果人在振动环境中工作，可以用弹性垫子或者束带固定身体来减少振动的影响。当然，最好是不要去振动污染严重的地方。

局部振动对人体的危害

丹东市职业病防治院技术处李德荣、

丹东市职业病防治院健康监护科孙荣艳张秀芝

辽宁振动工程学会第五届学术交流会议论文集1994年

本文主要论述手持工具的振动对人体的危害，如伐木工人链锯对工人的危害，机械清理工风铲，机械铆工铆钉机，凿工凿岩机等振动对工人的危害。

局部振动这一职业危害不仅限于手部出现病变，而且对神经、血管、肌肉、骨骼等也产生影响，多以神经及血管痉挛缺血性病变为主表现典型的白指及手部其它一些症状。

凿岩工及其他接振工人主要症状及体征以手麻，多汗，手胀出现最早且较多，随之出现上肢麻，指骨变形，手肌萎缩等。全身病状以腰疼、关节疼、头痛、耳鸣等占得比例较大，并有随工龄增加病症加重的趋势。这说明局部振动会造成整个机体生理机能低下致使神经系统及末梢血管功能方面的调节失调，导致一系列病症出现，使神经末梢感觉功能减退。

振动性白指及诱发白指是局部振动危害的一种特征表现的手部病变，末梢循环障碍即肢体末端小动脉痉挛；由于长期血管痉挛使血管神经功能紊乱而表现出雷诺氏症。

接振工人接振量达一定值时，则出现白指症状，致使患

者生活不便，部分丧失劳动能力，尤其是在寒冷地带冬季更为严重，甚至连自行车都不能骑，因白指出现后，手部疼痛，并无知觉，手不能持车把而跌倒。

为了解除接振工人的疾苦，作者吁请专家及有关人士能群策群力减少某些工具的振动强度，造福于民。

(完整版)物理选修3-4第十一章机械振动试题及答案详解(可编辑修改word版)

N M P 单元过关测试 ----- 机械振动本试卷分第 I 卷（选择题）和第 II 卷（非选择题）两部分，第 I 卷 1 至 4 页，第 II 卷 4 至 8 页，共计 100 分，考试时间 90 分钟第 I 卷（选择题共 40 分）一、本题共 10 小题；每小题 4 分，共计 40 分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全部选对得 4 分，选对但不全得 2 分，有错选得 0 分. 1. 弹簧振子作简谐运动，t 1 时刻速度为 v ，t 2 时刻也为 v ，且方向相同。已知（t 2-t 1）小于周期 T ，则（t 2-t 1）（） A ．可能大于四分之一周期 B ．可能小于四分之一周期 C ．一定小于二分之一周期 D ．可能等于二分之一周期 2. 有一摆长为L 的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M 至左边最高点N 运动过程的闪光照片，如右图所示，(悬点和小钉未被摄入)，P 为摆动中的最低点。已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距离为（）A ．L /4 B ．L /2 C ．3L /4 D ．无法确定 3. A 、B 两个完全一样的弹簧振子，把 A 振子移到 A 的平衡位置右边 10cm ，把 B 振子移到 B 的平衡位置右边 5cm ，然后同时放手，那么：（） A ．A 、 B 运动的方向总是相同的. B ．A 、B 运动的方向总是相反的. C ．A 、B 运动的方向有时相同、有时相反. D ．无法判断 A 、B 运动的方向的关系. 4. 铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。普通钢轨长为 12.6m ，列车固有振动周期为 0.315s 。下列说法正确的是（） A. 列车的危险速率为40m / s B. 列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象 C. 列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等 D ．增加钢轨的长度有利于列车高速运行 5．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成 20 次全振动用 15 s ，在某电压下，电动偏心轮转速是 88 r /min.已知增大电动偏心轮的电压，可以使其转速提高，增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期，要使筛子的振幅增大，下列做法中，正确的是（r /min 读作“转每分”）（） A.降低输入电压 B.提高输入电压 C.增加筛子的质量 D.减小筛子的质量 6．一质点作简谐运动的图象如图所示，则该质点（） A. 在 0.015s 时，速度和加速度都为－x 方向 B. 在 0.01 至 0.03s 内，速度与加速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小。

机械振动习题及答案

第一章概述 1.一简谐振动,振幅为0、20cm,周期为0、15s,求最大速度与加速度。解: max max max 1*2***2***8.37/x w x f x A cm s T ππ==== .. 2222max max max 1*(2**)*(2**)*350.56/x w x f x A cm s T ππ==== 2.一加速度计指示结构谐振在80HZ 时具有最大加速度50g,求振动的振幅。(g=10m/s2) 解:.. 22max max max *(2**)*x w x f x π== ..22max max /(2**)(50*10)/(2*3.14*80) 1.98x x f mm π=== 3.一简谐振动,频率为10Hz,最大速度为4、57m/s,求谐振动的振幅、周期、最大加速度。解: .max max /(2**) 4.57/(2*3.14*10)72.77x x f mm π=== 110.110T s f = == .. 2max max max *2***2*3.14*10*4.57287.00/x w x f x m s π==== 4、机械振动按激励输入类型分为哪几类？按自由度分为哪几类？答:按激励输入类型分为自由振动、强迫振动、自激振动按自由度分为单自由度系统、多自由度系统、连续系统振动

5、什么就是线性振动？什么就是非线性振动？其中哪种振动满足叠加原理？答:描述系统的方程为线性微分方程的为线性振动系统,如00I mga θθ+= 描述系统的方程为非线性微分方程的为非线性振动系统0sin 0I mga θθ+= 线性系统满足线性叠加原理 6、请画出同一方向的两个运动:1()2sin(4)x t t π=,2()4sin(4)x t t π=合成的的振动波形 7、请画出互相垂直的两个运动:1()2sin(4)x t t π=,2()2sin(4)x t t π=合成的结果。如果就是1()2sin(4/2)x t t ππ=+,2()2sin(4)x t t π=

2021年高中物理第11章机械振动单元综合试题及答案2

第十一章《机械振动》综合测试 1、关于简谐运动，下列说尖中正确的是（）。 A ．位移减小时，加速度减小，速度增大。 B ．位移放向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同。 C ．物体的运动方向指向平衡位置时，速度哏位移方向相反，背向平衡位置时，速度哏位移方向相同。 D ．水平弹簧振子朝左运动时，加速度方向跟速度方向相同，朝右运动时，加速度方向跟速度方向相反。 2、某一弹簧振子做简谐运动，在图的四幅图象中，正确反映加速度a 与位移x 的关系的是（） 3、如图所示的演示装置,一根张紧的水平绳上挂着五个单摆,其中A. E 摆长相同,先使A 摆摆动,其余各摆也摆动起来, A ．各摆摆动的周期均与A 摆相同 B ． B 摆摆运动的周期最短 C ．C 摆摆动的周期最长 D ． C 摆振幅最大 4、荡秋千是我国民间广为流传的健身运动，关于荡秋千的科学原理，下列说法中正确的（A ．人应始终按照秋千摆动的节奏前后蹬板，这样才能越荡越高。荡秋千的过程是将人体内储存的营养物质的化学能转化为机械能的过程 B ．人和秋千属同一振动系统，人与秋千的相互作用力总是大小相等，方向相反，对系统做功之和为零，只有在与秋千的固有周期相同的外力作用下才能越荡越高 C ．秋千的运动是受迫振动，因此人用力的频率应保持和秋千的固有频率相同，秋千向下运动埋双脚向下用力，当秋千向上运动时双脚向上用力，这样才能越荡越高。荡秋千的过程是将人体仙储存的营养物质的化学能转化为机械能和内能的过程。 D ．秋千的运动是受迫振动，当秋千在最高点时，人应站直身体，每当秋千向下运动时，先下蹲，系统势能向动能转化，在秋千通过最低点后逐渐用力站起，当到达最高点时身体恢复直立。。。。如此循环，系统的机械能不断增大，秋千才能越荡越高。 A B C D

第1章机械运动

科学之旅教学目标知识技能 1.初步了解一些物理现象 2.对教师讲解的内容有所理解过程与方法通过讲解和实验，让学生初步了解学习物理知识和研究物理问题的方法。情感、态度和价值观： 1.在教学中渗透人文主义教育 2.通过实验教学，激发学生的学习兴趣教学重点激发学生学习兴趣，了解学习物理知识和研究物理问题的方法。教学方法演示法、讨论法。课时安排 1课时教学过程一、引入新课同学们，今天我们开始学习一门新的学科—物理，你听别人说过物理吗？你心中的物理是怎样的呢？谁起来说一下？（让学生起来说说自己的看法）二、新课教学 1. 演示几个实验，说明物理是十分有趣的。（让学生先猜测现象，再演示）（1）器材：一大一小两只试管（尺寸十分接近），水，红墨水。做法：大试管装入过半的水，管口朝上，放入小试管，倒过来，水流下，管上升。现象：试管自动上升。（2）器材：漏斗，乒乓球。做法：一个乒乓球放在一个倒扣的漏斗中，通过漏斗嘴用力吹下面的乒乓球。现象：乒乓球悬在空中不下落。拓展：让学生撕下两张纸，用力吹两张纸的中央，发现纸靠近。（3）器材：两只大烧杯，鸡蛋，清水，盐水。做法：把一只鸡蛋分别放入两个大烧杯中。现象：鸡蛋有浮有沉。（4）器材：导线，开关，电池组，小灯泡，变阻器。做法：连好电路，闭和开关，移动滑片，观察小灯泡的发光情况。现象：灯变亮。 2. 物理不仅有趣，而且是十分有用的，它能帮助我们解释生活中的许多现象。（让学生先说说自己的看法，教师再解析）提问1：人听到子弹声再躲来的及吗？为什么？解析：子弹出膛飞行时的速度比声音快，所以来不及。提问2：我们对着水中看到的鱼用手去抓，能抓到吗？解析：抓不到，我们看到的是像，真正的鱼在像的下边。提问3：黄浦江边的路灯，水中的像为什么是一道光柱？解析：古诗云“月黑见渔灯，孤光一点荧。微微风簇浪，散做满河星”，起伏的水面相当于许多平面镜，每盏灯在水里有好多像，连在一起就成了一道光柱。

2021教科版高中物理选修第一章《机械振动》word学案

2021教科版高中物理选修第一章《机械振动》word 学案一、简谐运动的图像及应用由简谐运动的图像能够获得的信息： (1)确定振动质点在任一时刻的位移；(2)确定振动的振幅；(3)确定振动的周期和频率；(4)确定各时刻质点的振动方向；(5)比较各时刻质点加速度的大小和方向．例1一质点做简谐运动的位移x与时刻t的关系如图1所示，由图可知( ) 图1

A．频率是2 Hz B．振幅是5 cm C．t＝1.7 s时的加速度为正，速度为负 D．t＝0.5 s时质点所受的合外力为零 E．图中a、b两点速度大小相等、方向相反 F．图中a、b两点的加速度大小相等，方向相反二、简谐运动的周期性和对称性 1．周期性：做简谐运动的物体在完成一次全振动后，再次振动时则是重复上一个全振动的形式，因此做简谐运动的物体通过同一位置能够对应不同的时刻，做简谐运动的物体具有周期性． 2．对称性 (1)速率的对称性：系统在关于平稳位置对称的两位置具有相等的速率． (2)加速度和回复力的对称性：系统在关于平稳位置对称的两位置具有等大反向的加速度和回复力． (3)时刻的对称性：系统通过关于平稳位置对称的两段位移的时刻相等．振动过程中通过任意两点A、B的时刻与逆向通过的时刻相等．例2物体做简谐运动，通过A点时的速度为v，通过1 s后物体第一次以相同速度v通过B点，再通过1 s物体紧接着又通过B点，已知物体在2 s内所走过的总路程为12 cm，则该简谐运动的周期和振幅分别是多大？三、单摆周期公式的应用 1．单摆的周期公式T＝2πl g .该公式提供了一种测定重力加速度的方法． 2．注意：(1)单摆的周期T只与摆长l及g有关，而与振子的质量及振幅无关． (2)l为等效摆长，表示从悬点到摆球球心的距离，要区分摆长和摆线长．小球在光滑圆周上小角度振动和双线摆也属于单摆，“l”实际为摆球到摆动所在圆弧的圆心的距离．(3)g为当地的重力加速度或“等效重力加速度”．例3有两个同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，并各悠闲那儿利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长l的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由运算机绘制了T2—l图像，如图2甲所示，去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(填“A”或“B”)．另外，在南大做探究的同学还利用运算机绘制了两种单摆的振动图像(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比l a∶l b＝________.

人教版高中物理选修3-4第十一章机械振动试题

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）选修3-4第十一章机械振动试题本试卷分第I 卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分，共计100分。考试时间90分钟。第I 卷（选择题共40分）一、本题共10小题；每小题4分，共计40分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选得0分. 1．弹簧振子作简谐运动，t 1时刻速度为v ，t 2时刻也为v ，且方向相同。已知（t 2-t 1）小于周期T ，则（t 2-t 1）（） A ．可能大于四分之一周期 B ．可能小于四分之一周期 C ．一定小于二分之一周期 D ．可能等于二分之一周期 2．有一摆长为L 的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M 至左边最高点N 运动过程的闪光照片，如右图所示，(悬点和小钉未被摄入)，P 为摆动中的最低点。已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距离为（） A ．L /4 B ．L /2 C ．3L /4 D ．无法确定 3．A 、B 两个完全一样的弹簧振子，把A 振子移到A 的平衡位置右边10cm ，把B 振子移到B 的平衡位置右边5cm ，然后同时放手，那么：（） A ．A 、 B 运动的方向总是相同的. B ．A 、B 运动的方向总是相反的. C ．A 、B 运动的方向有时相同、有时相反. D ．无法判断A 、B 运动的方向的关系. 4 ．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处时，车轮就

高中物理第一章机械振动第4节阻尼振动受迫振动教学案教科版4

第4节阻尼振动__受迫振动 1.系统的固有频率是指系统自由振动的频率，由系统本身的特征决定。物体做阻尼振动时，振幅逐渐减小，但振动频率不变。 2．物体做受迫振动的频率一定等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 3．当驱动力的频率与系统的固有频率相等时，发生共振，振幅最大。 4．物体做受迫振动时，驱动力的频率与固有频率越接近，振幅越大，两频率差别越大，振幅越小。对应学生用书 P11 阻尼振动 [自读教材·抓基础] 1．阻尼振动系统在振动过程中受到阻力的作用，振动逐渐消逝(A减小)，振动能量逐步转变为其他能量。 2．自由振动系统不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回复力作用下，振幅不变的振动。 3．固有频率自由振动的频率，由系统本身的特征决定。 [跟随名师·解疑难] 1．简谐运动是一种理想化的模型，物体运动过程中的一切阻力都不考虑。 2．阻尼振动考虑阻力的影响，是更实际的一种运动。 3．阻尼振动与简谐运动的对比。阻尼振动简谐运动

产生条件受到阻力作用不受阻力作用振幅越来越小不变频率不变不变能量减少不变振动图像实例用锤敲锣，锣面的振动弹簧振子的振动 [学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小，下列说法正确的是( ) A．机械能守恒 B．能量正在消失 C．总能量守恒，机械能减小 D．只有动能和势能的相互转化解析：选C 自由摆动的秋千可以看做阻尼振动的模型，振动系统中的能量转化也不是系统内部动能和势能的相互转化，振动系统是一个开放系统，与外界时刻进行能量交换。系统由于受到阻力，消耗系统能量做功，而使振动的能量不断减小，但总能量守恒。受迫振动 [自读教材·抓基础] 1．持续振动的获得实际的振动由于阻尼作用最终要停下来，要维持系统的持续振动，办法是使周期性的外力作用于振动系统，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗。 2．驱动力作用于振动系统的周期性的外力。 3．受迫振动振动系统在驱动力作用下的振动。 4．受迫振动的频率做受迫振动的系统振动稳定后，其振动周期(频率)等于驱动力的周期(频率)，与系统的

初中物理第一章：机械运动知识点总结精华

第一章：机械运动知识点一、测量 1、长度的单位：基本单位：米，符号m，常用单位：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（um）、纳米（nm）。 2、单位换算：1km=103m、1m=10dm、1dm=10cm、1cm=10mm、1mm=103um、1um=103nm；1dm=10-1m、1cm=10-2m、1mm=10-3m、1um=10-6m、1nm=10-9m。 3、长度测量的工具：刻度尺， 4、刻度尺的分度值：相邻两条刻度线之间的长度，即（一小格表示的长度），决定测量的精确程度。作用：读数时读到分度值的下一位，例如分度值是0.1cm，读数应该有2位小数。 5、刻度尺的量程：测量的范围。 6、正确使用刻度尺测长度的方法：（1）根据实际需要选择分度值和量程适合的刻度尺；（2）从零刻度线或清晰的刻度线起测量，有刻度的边紧靠被测量物体且与被测边平行，不能歪斜；（3）读数时视线要正对刻度尺且估读到分度值的下一位；（4）记录结果时，结果包括数值和单位两部分。 7、时间的基本单位是：秒，符号s；常用单位：时（h）、分（min）、 8、时间单位的换算：1h=60min、1min=60s、1h=3600s、 9、时间测量的工具：秒表、停表。 10、误差的定义：测量值与真实值之间的差别。 11、误差产生原因：（1）测量仪器不够精密；（2）测量方法不够完善。 12、减小误差的方法：（1）多次测量求平均值；（2）选用精密的测量工具；（3）改进测量方法等。 13、误差和错误的区别：（1）误差不能消除，只能尽可能减小；（2）错误是可以消除的。二、机械运动： 1、物体位置随时间的变化，叫做机械运动。 2、参照物的定义：判断物体是静止还是运动时，选作为标准的物体叫做参照物。被选来作为参照物的物体都当作是静止的。 3、参照物选择：除研究物体本身以外的一切物体，无论是静止的还是运动的物体，都可以作为参照物。 4、判断物体是否运动的方法：如果研究物体与参照物之间的位置（距离）没有变化则研究物体是静止的，如果研究物体与参照物之间的位置（距离）有变化则研究物体是运动的，物体的运动和静止是相对的，运动还是静止要看参照物选什么。

【精修版】物理(选修3-4)：第11章《机械振动》精选试题第十一章单元测试题

精品文档?人教版物理第十一章单元测试题一、选择题 1、简谐运动中的平衡位置是指（） A．速度为零的位置B．回复力为零的位置 C．加速度最大的位置D．位移最大的位置 2、关于简谐运动，下列说法中正确的是（） A．回复力总指向平衡位置 B．加速度和速度方向总跟位移的方向相反 C．做简谐运动的物体如果位移越来越小，则加速度越来越小，速度也越来越小 D．回复力是根据力的效果命名的 3、关于单摆做简谐运动的过程中，下列说法中正确的是（） A．在平衡位置摆球的动能和势能均达到最大值 B．在最大位移处势能最大，而动能最小 C．在平衡位置绳子的拉力最大，摆球速度最大 D．摆球由最大位移到平衡位置运动时，动能变大，势能变小 4、卡车在水平面上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物做简谐运动，货物对底板的压力最大的时刻是（） A．货物通过平衡位置向上时 B．货物通过平衡位置向下时 C．货物向上达到最大位移时 D．货物向下达到最大位移时 5、关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，正确的说法是（） A．位移减小时，加速度增大，速度增大 B．物体的速度增大时，加速度一定减小 C．位移方向总和加速度方向相反，和速度方向相同 D．物体向平衡位置运动时，速度方向和位移方向相同 6、一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、B两点，历时1 s；质点

通过B点后再经过1 s又第二次通过B点．在这2 s内质点通过的总路程为12 cm，则质点的振动周期和振幅分别是（） A．3 s，6 cm B．4 s，6 cm C．4 s，9 cm D．2 s，8 cm 7、振动着的单摆的摆球，通过平衡位置时，它受到的回复力（） A．指向地面B．指向悬点 C．数值为零D．垂直摆线，指向运动方向 8、如图1所示为弹簧振子P在0 ~ 4 s内的运动图象，从t = 0开始（） A．再过1 s，该振子的位移是正的最大 B．再过1 s，该振子的速度沿正方向 C．再过1 s，该振子的加速度沿正方向 D．再过1 s，该振子的加速度最大 9、惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟．摆钟运行时克服摩擦所需的能量由重锤的势能提供，运行的速率由钟摆控制．旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，如图2所示．则下面操作正确的是（） A．当摆钟不准确时需要调整圆盘位置 B．摆钟快了应使圆盘沿摆杆上移 C．由冬季到夏季时应使圆盘沿摆杆上移 D．把摆钟从武汉移到北京应使圆盘沿摆杆上移 10、如图3所示，五个摆系于同一根绷紧的水平绳上，A是质量较大的摆，E与A等高，先使A振动从而带动其余各摆随后也跟着振动起来，则下列说法正确的是（） A．其他各摆振动的周期跟A摆相同 B．其他各摆振动的振幅大小相等 C．其他各摆振动的振幅不同，E摆振幅最大 D．B、C、D三摆振动的振幅大小不同，B摆的振幅最小 11、如图4所示，一水平弹簧振子在光滑水平面上的B、C两点间做简谐运动，O为平衡位置．已知振子由完全相同的P、Q两部分组成，彼此图 2 图 3 图 1 图 4

高中物理第十一章机械振动第1节简谐运动教学案人教版4

第1节简谐运动 1.平衡位置是振子原来静止的位置，振子在其附近所做的往复运动，是一种机械振动，简称振动。 2．如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动，它是一种最简单、最基本的振动，是一种周期性运动。 3．简谐运动的位移一时间图像表示质点离开平衡位置的位移随时间变化的关系，而非质点的运动轨迹。由该图像可以确定质点在任意时刻偏离平衡位置的位移和运动情况。一、弹簧振子 1．弹簧振子图11-1-1 如图11-1-1所示，如果球与杆或斜面之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球相比也可以忽略，则该装置为弹簧振子。 2．平衡位重振子原来静止时的位置。 3．机械振动振子在平衡位置附近所做的往复运动，简称振动。二、弹簧振子的位移—时间图像 1．振动位移从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段。 2．建立坐标系的方法以小球的平衡位置为坐标原点，沿振动方向建立坐标轴。一般规定小球在平衡位置右边

(或上边)时，位移为正，在平衡位置左边(或下边)时，位移为负。 3．图像绘制用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的位置。三、简谐运动及其图像 1．定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。 2．特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种往复运动。弹簧振子的运动就是简谐运动。 3．简谐运动的图像 (1)形状：正弦曲线，凡是能写成x＝A sin(ωt＋φ)的曲线均为正弦曲线。 (2)物理意义：表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律。 1．自主思考——判一判 (1)平衡位置即速度为零时的位置。(×) (2)平衡位置为振子能静止的位置。(√) (3)振子的位移－5 cm小于1 cm。(×) (4)简谐运动的轨迹是一条正弦(或余弦)曲线。(×) (5)简谐运动是一种匀变速直线运动。(×) 2．合作探究——议一议 (1)简谐运动与我们熟悉的匀速运动比较，速度有何不同的特点？如何判断一个物体的运动是不是简谐运动？提示：简谐运动与匀速运动的区别在于其速度大小、方向都不断变化，只要质点的位移随时间按正弦规律变化，则这个质点的运动就是简谐运动。 (2)如图11-1-2所示为振子的位移—时间图像，振子的位移—时间图像就是振子的运动轨迹吗？图11-1-2

第一章机械运动知识点总结

第一章机械运动知识点总结一、运动和静止 1、机械运动 ①、运动是宇宙中的普遍现象,运动是绝对的（宇宙间一切物体都在运动），静止是相对的（绝对不动的物体是不存在的），物体的运动和静止是相对的。 ②、机械运动:物理学中，把一个物体相对于另一个物体位置的变化叫作机械运动。 ③、判断物体是运动还是静止一看:选哪个物体作参照物；二看:被判断物体与参照物之间是否发生位置变化。 2、参照物 ①、定义:物体是运动还是静止,要看以哪个物体做标准,这个被选做标准的物体叫参照物 Ⅰ参照物是被假定不动的物体 Ⅱ研究对象不能做参照物，参照物可以任意选取，运动和静止的物体都可以作为参照物。 Ⅲ同一物体是运动还是静止取决于所选参照物 Ⅳ研究地面上的物体的运动，常选地面或固定在地面上的物体为参照物。 ②、参照物的特点：客观性--假定性--多重性--任意性 ③、相对运动：研究的对象相对于选定的参照物位置发生了改变。相对静止：研究的对象相对于选定的参照物位置不变。

二、运动的快慢 1、速度它的速度就大；物体运动的慢，它的速度就小。速度的定义：速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。 ②、公式： v=s/t ；速度=总路程/总时间 S→路程→米m 、千米km； t→时间→秒s 、小时h ； v→速度→米每秒m/s、千米每小时km/h ③、公式的变形：s=vt ； t=s/v ④、单位换算：1m/s=3.6km/h ；1km/h=1/3.6 m/s；1m/s＞1km/h。 ⑤、比较物体运动快慢的方法： Ⅰ在相等的时间内，通过路程长的物体运动得快，通过路程短的物体运动得慢。 Ⅱ通过相等的路程，所用时间短的物体运动得快，所用时间长的物体运动得慢。 Ⅲ在运动的时间、通过的路程都不相等的情况下，1s内通过的路程长的物体运动得快，通过的路程短的物体运动得慢。 ⑥、使用公式时的注意事项： Ⅰ公式中s、v、t必须对应同一对象、同一运动时段。 Ⅱ运动公式必须注意单位匹配。

高中物理第一章机械振动第3节简谐运动的图像和公式教学案教科版选修

第3节简谐运动的图像和公式对应学生用书P7 简谐运动的图像 [自读教材·抓基础] 1．建立坐标系以横轴表示做简谐运动的物体的时间t，纵轴表示做简谐运动的物体运动过程中相对平衡位置的位移x。 2．图像的特点一条正弦(或余弦)曲线，如图1－3－1所示。图1－3－1 3．图像意义表示物体做简谐运动时位移随时间的变化规律。 4．应用 1.简谐运动图像是一条正弦(或余弦)曲线，描述了质点做简谐运动时位移x随时间t的变化规律，并不是质点运动的轨迹。 2．由简谐运动图像可以直接得出物体振动的振幅、周期、某时刻的位移及振动方向。 3．简谐运动的表达式为x＝A sin( 2π T t＋φ)或x＝A sin(2πft ＋φ)，其中A为质点振幅、( 2π T t＋φ)为相位，φ为初相位。

由简谐运动的图像可找出物体振动的周期和振幅。 [跟随名师·解疑难] 1．图像的含义表示某一做简谐运动的质点在各个时刻的位移，不是振动质点的运动轨迹。 2．由图像可以获取哪些信息？ (1)可直接读取振幅、周期。 (2)任意时刻质点的位移的大小和方向。如图1－3－2所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2。图1－3－2 (3)任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图1－3－3中a点，下一时刻离平衡位置更远，故a此刻向上振动。图1－3－3 (4)任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比较：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置，若远离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大，若靠近平衡位置，则速度越来越大，加速度、位移越来越小。如图中b点，从正位移向着平衡位置运动，则速度为负且增大，位移、加速度正在减小；c点从负位移远离平衡位置运动，则速度为负且减小，位移、加速度正在增大。 [学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 一质点做简谐运动，其位移x与时间t关系曲线如图1－3－4所示，由图可知( ) 图1－3－4 A．质点振动的频率是4 Hz

2017-2018学年高中物理第十一章机械振动第1节简谐运动教学案新人教版选修3-4

第1节简谐运动一、弹簧振子 1．弹簧振子图11-1-1 如图11-1-1所示，如果球与杆或斜面之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球相比也可以忽略，则该装置为弹簧振子。 2．平衡位重振子原来静止时的位置。 3．机械振动振子在平衡位置附近所做的往复运动，简称振动。二、弹簧振子的位移—时间图像 1．振动位移从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段。 2．建立坐标系的方法以小球的平衡位置为坐标原点，沿振动方向建立坐标轴。一般规定小球在平衡位置右边 1.平衡位置是振子原来静止的位置，振子在其附近所做的往复运动，是一种机械振动，简称振动。 2．如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x -t 图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动，它是一种最简单、最基本的振动，是一种周期性运动。 3．简谐运动的位移一时间图像表示质点离开平衡位置的位移随时间变化的关系，而非质点的运动轨迹。由该图像可以确定质点在任意时刻偏离平衡位置的位移和运动情况。

第11章机械振动学习指导

第11章机械振动内容提要 1．振动（1）机械振动：物体在其平衡位置附近作来回反复的运动，称为机械振动。（2）简谐振动：一个作往复运动的物体，如果在其平衡位置附近的位移按余弦函数（或正弦函数）的规律随时间变化，这种运动称为简谐振动。 2．简谐振动的特征（1）简谐振动的动力学特征作简谐振动的物体受到的力为线性回复力，即： kx F -= 取系统的平衡位置为坐标原点，则简谐振动的动力学方程为： 0222=+x dt x d ω （2）简谐振动的运动学特征作简谐振动的物体的位置坐标x 与时间t 成余弦函数关系，即： )cos(?ω+=t A x 由上式导出物体的振动速度 )sin(?ωω+-=t A v 物体的振动加速度 )cos(2?ωω+-=t A a 3．简谐振动的特征物理量（1）振幅A 物体偏离平衡位置的最大位移的绝对值叫做振幅。它给出了物体运动的范围。对于给定的振动系统，A 的值由初始条件决定，即： 2 20 20 ω v x A + = （2）周期T 、频率ν和角频率ω 作简谐振动的物体从某振动状态发生周而复始的一次变化称为一次全振动，作一次全振

动的时间间隔称为振动的周期；周期T 的倒数T 1=ν代表物体在单位时间内发生全振动的次数，称为振动的频率；ω表示在2π秒时间内发生全振动的次数，称为振动的角频率。它们都是由振动系统的力学性质决定，之间的关系为： πνπ ω22== T （3）位相)(?ω+t 及初位相? 位相)(?ω+t 是描述简谐振动物体瞬间运动状态的物理量；初位相?是位相的初始值，它与振动物体的初始状态对应，其值由初始听见决定，即： )(0 x v arctg ω?- = 4．简谐振动的旋转矢量法将简谐振动与一旋转矢量对应，使矢量作逆时针匀速转动，其长度等于简谐振动的振幅A ，其角速度等于简谐振动的角频率ω，且t=0时，它与参考坐标轴的夹角为简谐振动的初位相?，t=t 时刻它与参考坐标轴的夹角为简谐振动的位相)(?ω+t ，旋转矢量A 的末端在参考坐标轴上的投影点的运动即代表质点做简谐振动。 5．简谐振动的能量简谐振动系统既有动能，又有势能，它们都随时间变化而变化，但总的机械能守恒，即：动能：)(sin 21 212222?ωωυ+==t A m m E k 势能：)(cos 2 1212 22?ω+==t kA kx E p 机械能：22 22 121kA A m E E E p k ==+=ω 6．阻尼振动当振动系统受到各种阻尼作用时，系统的玻璃将不断减少，振幅也随时间增加而不断减小。这种系统能量（或振幅）随时间增大而减小的振动为阻尼振动。 7．受迫振动振动系统在周期性外力的持续作用下进行的振动称为受迫振动。这种周期性外力称为强迫力。稳态时，振动频率等于强迫力。当强迫力的频率等于振动系统的故有频率时将发生共振现象。 8．简谐振动的合成（1）同方向、同频率的简谐振动的合成合成后仍为同方向、同频率的简谐振动，合振动的振幅和初位相由两分振动的振幅和处位相决定，即：

第一章机械运动单元测试题及答案

第1章《机械运动》单元测试题 A、1．2 m/s B、12 m/s C、1．2 cm/s D、1．2 km/s 2、坐在顺水漂流的船中的乘客，我们说他静止是以哪个物体为参照物的：（） A．河岸上的树 B．河水 C．迎面驶来的船 D．河岸3．某学生在记录测量结果时忘记写单位，下列数据的单位是“厘米”的是： A．一支铅笔的直径是7.1 B．茶杯的高度是11.2 C．物理书的长度是2.52 D．他自己的身高是16.75 4、一著名运动员在100米赛跑中，起跑时速度是9m/s，中途的速度是 7m/s，最后冲刺的速度是11m/s，如果他的成绩是10s，则他全程的平均速度是： A、7 m/s B、9 m/s C、10 m/s D、11 m/s 5.小轿车在笔直的高速公路上行驶，通过前一半路程的平均速度为30m/s，通过后一半路程的平均速度为20m/s，则小轿车通过全程的平均速度是 A．50m/s B．25m/s C．24m/s D．10m/s 6.在匀速直线运动中，下列关于公式v=S/t的说法中正确的是（）A．速度v与路程S成正比 B．速度v的大小与路程S、时间t都没有关系 C．当速度v一定时，路程S与时间t成反比 D．速度v与时间t成反比 7．做直线运动的物体，在开始5秒钟内通过5米的路程，接着静止5秒，再在5秒钟内通过10米的路程，物体在这15秒内的平均速度是（）A. 1米/秒 B. 15米/秒 C. 2米/秒 D. 1.5米/秒 8．．卡车和联合收割机以同样快慢、向同一方向前进，下列有关它们的说法中，正确的是（） A．相对于地面来说，联合收割机是静止的 B．选卡车为参照物，联合收割机是静止的 C．相对于收割机来说，卡车在运动 D．选地面为参照物，卡车是静止的

大学物理第一章机械振动

第四部分振动、波动和波动光学第1章机械振动一．基本要求 1．掌握简谐振动的定义和特征，以及描述简谐振动的三个特征量：振幅、圆频率和初相位，学会简谐振动的判断方法。 2．掌握简谐振动的三种描述方法——解析法、曲线法以及旋转矢量法，并能从这些描述中确定简谐振动的特征量，能用旋转矢量法分析有关问题。 3．了解简谐振动的能量特点。 4．掌握两个同方向、同频率简谐振动的合成，能计算合成振动的振幅和初相位。 5．理解两个同方向、不同频率简谐振动的合成，了解“拍”的定义。 6．了解受迫振动和共振。 7．了解非线性振动的基本概念。二．容提要和学习指导（一）简谐振动的定义（简谐振动的判据） 1．简谐振动的运动学定义：物体离开平衡位置的位移满足 0cos()x A t ω?=+ 2．简谐振动的动力学定义：物体受到的合外力满足 kx F -= （k 常数） 3．用运动微分方程定义：0222=+x dt x d ω

由这一定义可以推广简谐振动的概念：一个物理量x （可以是力学量、电学量、磁学量等）如果满足上述微分方程，就可称物理量x 作简谐振动．（二）简谐振动的三个特征量 1．振幅A ：物体离开平衡位置的最大位移的绝对值，其值由振动的初始条件（即0t =时物体的位移0x 和速度0v ）决定 2 020?? ? ??+=ωv x A ； 2．频率ν（圆频率ω、周期T ）：表征物体振动的快慢，由振动系统的固有性质决定，三者之间的关系为 2,2T π ωνω π = = ３．相位0t ?ω?=+（初相位0?） ①相位完备地描述质点的振动状态．振动状态和相位之间一一对应，也就是说知道了任一时刻质点振动的相位，就知道了这一时刻质点的位置、速度和加速度．关于这一点可从位移、速度和加速度的表达式中看出： 0cos()x A t ω?=+，0sin()v A t ωω?=-+， 20cos()a A t ωω?=-+；

第11章机械振动单元检测

第十一章机械振动限时检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分) 一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．(2012·青州一中检测)做简谐运动的物体，其加速度a 随位移x 的变化规律应是下图中的哪一个( ) 答案：B 解析：由a ＝－k m x 知B 选项正确。 2．如图是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，以向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正方向，从t ＝0时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时，乙在平衡位置的( )

A．左方，向右运动B．左方，向左运动 C．右方，向右运动D．右方，向左运动答案：D 3．关于质点做简谐运动，下列说法中正确的是() A．在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，与位移的方向相反 B．在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同 C．在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大 D．在某一段时间内，它的势能减小，加速度的大小也减小答案：AD 解析：设O为质点做简谐运动的平衡位置，它由C经过O到B，又由B经过O到C一个周期内，由于质点受到的回复力和位移的方向总是相反的，且质点由B到O和由C到O的过程中，速度的方向与回复力的方向相同，A正确。质点的位移方向与加速度方向总相反，B不正确。质点振动过程中，当回复力增大时，其势能增加，根据机械能守恒定律，其动能必然减小，C不正确。当质点的势能减小时，如从C到O或从B到O阶段，回复力减小，势能减小，质点的加速度大小也减小，D正确。

第十一章机械振动测试

第十一章机械振动测试 §11-1 概述一、振动测试的意义机械振动是指物体围绕平衡位置作往复运动。它是工程实际乃至自然界中普遍存在的物理现象。如汽车、火车、飞机、轮船以及其它动力机械在运动时的振动；桥梁、隧道受动载作用后产生的振动等。通常情况下，机械振动是有害的，它不仅影响机器及设备的正常工作，而且还会加速零部件失效，降低使用寿命，甚至造成机器破坏。振动本身或由振动产生的噪声对人体生理健康的危害也成为众所周知的事实，因而被列为必须控制的公害之一。然而，同世界上一切事物无不具有两重性一样，机械振动也有其有利的一面。只要认识了它的规律性，不但可以控制和消除有害振动，从而减轻振动带来的危害，而且还可以利用振动来造福于人类。例如，工业中常用的振动筛、铸造车间用的振动落砂机、用于混凝土的振动捣固机、振动打桩机以及搅拌混料机，还有用于时效处理的振动机械等，都是利用振动原理工作的机械设备，只要设计合理，它们都具有耗能小、效率高、结构简单、使用方便等特点。随着现代工业技术的发展，对各种机械提出了低振级和低噪声的要求，对大多数机器都应将振动量控制在允许的范围之内，因而需要对机械结构进行振动分析以解决上述问题。在这方面，振动测试起着不可替代的作用，一方面对现有的机械设备或结构，根据需要和存在的问题进行振动测量，通过对测试信号的分析和处理，得到有用信息，从而采用合理的改进措施（如隔振、减振或调节振动参数等）。另一方面在对机械系统进行理论分析或振动设计时，实际的机械或结构往往是比较复杂的振动系统，一般都需要作不同程度的简化，这些简化以及其后的理论分析与计算是否正确，最终都需要通过实验来验证与评判。总之，振动测试在振动和噪声研究领域内占有十分重要的地位。二、振动的分类振动的分类方法很多，从测量的观点出发，常按振动规律将其分为确定性振动和随机振动两大类。确定性振动是指运动的时间历程具有确定性形态，如旋转机械的动不平衡或往复机械运动所引起的振动。它们都能用明确的数学关系式来描述其运动规律。随机振动是指振动的瞬时值无法精确预测的振动，如海浪起伏对船舶的作用，大气湍流对飞行器的作用，道路不平顺对行驶车辆的作用，金属切削机床因某些工艺及工件的因素而引起的振动等，此类振动的规律不能用明确的数学关系式来描述，而只能用数理统计的方法去研究。较详细的分类如图11-1所示。