基础知识 一、机械振动
1、机械振动:物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧做的往复运动.
振动的特点:①存在某一中心位置;②往复运动,这是判断物体运动是否是机械振动的条件.
产生振动的条件:①振动物体受到回复力作用;②阻尼足够小;
2、回复力:振动物体所受到的总是指向平衡位置的合外力.
①回复力时刻指向平衡位置;②回复力是按效果命名的, 可由任意性质的力提供.可以是几个力的合力也可以是一个力的分力; ③合外力:指振动方向上的合外力,而不一定是物体受到的合外力.④在平衡位置处:回复力为零,而物体所受合外力不一定为零.如单摆运动,当小球在最低点处,回复力为零,而物体所受的合外力不为零.
3、平衡位置:是振动物体受回复力等于零的位置;也是振动停止后,振动物体所在位置;平衡位置通常在振动轨迹的中点。“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是指回复力为零的位置,物体在该位置所受的合外力不一定为零。(如单摆摆到最低点时,沿振动方向的合力为零,但在指向悬点方向上的合力却不等于零,所以并不处于平衡状态)
二、简谐振动及其描述物理量
1、振动描述的物理量
(1)位移:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段.
①是矢量,其最大值等于振幅;②始点是平衡位置,所以跟回复力方向永远相反;
③位移随时间的变化图线就是振动图象.
(2)振幅:离开平衡位置的最大距离.
①是标量; ②表示振动的强弱;同一装置,振幅越大,振动能量越大。
(3)周期和频率:完成一次全振动所用的时间为周期t,每秒钟完成全振动的次数为频率f.
①二者都表示振动的快慢;②二者互为倒数;t=1/f;③当t和f由振动系统本身的性质决定时(非受迫振动),则叫固有频率与固有周期是定值,固有周期和固有频率与物体所处的状态无关.
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