高中物理-机械振动-知识点

机械振动：把物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动

弹簧振子：把小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子，有时也简称为振子。

简谐运动：如果物体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，这样的动是一种简谐运动。

做简谐运动的物体的位移x与运动时间t之间满足正弦函数关系，因此，位移x的一般函数表达式可写为

振幅：把振动物体离开平衡位置的最大距离，叫作振动的振幅。上式中，A为振幅。

周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫作振动的周期，用T表示。

频率:周期的倒数叫作振动的频率。单位时间内振动的次数。用f表示。显然

可见，ω是一个与周期成反比、与频率成正比的量，叫作简谐运动的“圆频率”。它也表示简谐运动的快慢。

𝜔=� ，𝑓=

𝑚𝑘1

2𝜋

� （a）

𝑚

𝑘

相位：从x ＝A sin（ωt ＋ φ）可以发现，当（ωt ＋ φ）确定时，sin（ωt ＋ φ）的值也就确定了，物理学中把（ωt ＋ φ）叫作相位。φ 是t ＝ 0 时的相位，称作初相位，或初相。

相位差：如果两个简谐运动的频率相同，其初相分别是φ1和φ2，当φ1>φ2 时，它们的相位差是

根据一个简谐运动的振幅A、周期T、初相位φ0，可以知道做简谐运动的物体在任意时刻t 的位移x 是

简谐振动的回复力：使得物理回到平衡位置的力。弹簧振子回复力大小为

F＝ kx

其中k为弹簧的劲度系数，回复力方向指向平衡位置。

简谐运动：物体所受的力具有F＝－ kx 的形式，物体就做简谐运动。也就是说：如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。

简谐运动的能量：在弹簧振子运动的任意位置，系统的动能与势能之和都是一定的，遵守机械能守恒定律。当小球运动到最大位移时，动能为０，弹性势能最大，系统的机械能等于最大弹性势能。对于弹簧劲度系数和小球质量都一定的系统，振幅越大，机械能越大。

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单摆

单摆的回复力：F ＝ mgsin θ，当摆角θ很小时。

单摆的周期：惠更斯确定了计算单摆周期的公式

* 注：k=mg/l，代入公式（a）可以得到。 问题：摆钟快慢调节。

应用：摆钟，利用单摆测重力加速度

阻尼振动：这种振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动 受迫振动：系统在驱动力作用下的振动叫作受迫振动

共振：当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值，这种现象称为共振。

思考：举例那些情况下要避免共振。

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