什么是简谐振动?描述简谐振动的三个特征量是什么 什么是物理学?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-17

物体在与位移成正比的恢复力作用下,在其平衡位置附近按正弦规律作往复的运动则是简谐振动。

三个特征量是:振幅、频率、初相。

振幅:振幅是指振动的物理量可能达到的最大值,通常以A表示。它是表示振动的范围和强度的物理量。

频率:频率,是单位时间内完成周期性变化的次数,是描述周期运动频繁程度的量,常用符号f或ν表示,单位为秒分之一,符号为s-1。

初相:ωx+φ称为相位,x=0时的相位(ωx+φ=φ)称为初相。

扩展资料:

简谐振动的十个“不一定”

简谐运动是最简单、最基本的机械振动,是物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动。简谐运动也是高中物理部分的重点知识之一。弄清简谐运动的规律对进一步学习机械波、交流电、电磁波等具有非常重要的意义。笔者针对怎样理解简谐运动的特点和规律提出以下十个“不一定”。

一、物体运动的路线不一定都是直线

例如,单摆摆球做简谐运动时的运动路线是在摆球平衡位置两侧并通过平衡位置的一段圆弧,即摆球的运动路线为曲线。

二、物体运动的速度方向与位移方向不一定相同

简谐运动的位移指的是振动物体偏离平衡位置的位移,位移的起点总是在平衡位置,那么当物体远离平衡位置时位移方向与速度方向相同,靠近平衡位置时位移方向与速度方向相反。

三、振动物体所受的回复力方向与物体所受的合力方向不一定相同

例如,单摆在平衡位置附近(小角度范围内)的摆动既做圆周运动,又做简谐运动,摆球所受到的各个力的合力既要提供其做圆周运动的向心力,又要提供其做简谐运动的回复力,即单摆振动过程中摆球受到所有力的合力的一个分力提供向心力,另一个分力提供回复力。那么回复力方向就与摆球所受到的各力的合力方向不相同。

四、物体在平衡位置不一定处于平衡状态

例如,单摆摆球做简谐运动经过平衡位置时,由于摆球的平衡位置在圆弧上,摆球在圆弧上做圆周运动需要向心力,故摆球在平衡位置处悬绳的拉力大于摆球的重力,即摆球在平衡位置并非处于平衡状态。

五、物体在四分之一周期内通过的路程不一定等于振幅

做简谐运动的物体在一个运动周期的时间内通过的路程是振幅的4倍,在半个周期的时间内通过的路程是振幅的2倍,但是在四分之一周期时间内通过的路程就不一定等于振幅。虽然当物体从平衡位置向最大位移运动四分之一周期时间或从最大位移向平衡位置运动四分之一周期时间,

物体通过的路程都等于振幅,但是当物体从平衡位置和最大位移之间的某一位置开始运动四分之一周期时间通过的路程就不等于振幅了。因为做简谐运动的物体在平衡位置附近速度比在最大位移附近速度大,

故物体从平衡位置和最大位移之间的某一位置向平衡位置方向运动并通过平衡位置的四分之一周期时间内通过的路程就大于振幅,而向最大位移方向运动并返回的四分之一周期时间内通过的路程就小于振幅。

六、简谐运动的振动快时物体的运动不一定快

简谐运动的振动快慢由振动周期或频率反映,周期小振动快,周期大振动慢;而做简谐运动的物体运动快慢则由物体运动的瞬时速度反映,

在某时刻瞬时速度大则运动快,反之则运动慢。同时简谐运动的振动快慢是由振动系统的本身决定的,而做简谐运动物体的运动快慢则由振动物体的位置和储存在振动系统中的能量决定。所以简谐运动振动快,物体在某时刻的运动不一定快。

七、单摆的摆长短,周期不一定小

单摆振动的周期不但与摆长有关,而且还与单摆所在处重力加速度一定时摆球悬点的加速度有关,当摆球悬点的加速度为零时,摆长越短,周期就越小。

那么当把摆长较短的单摆放在加速下降的升降机中时,由于单摆处于失重状态,故单摆振动的周期也可以比放在地面上悬点加速度为零的摆长较长的单摆振动周期大,当单摆处于完全失重状态时,单摆振动周期为无穷大,单摆处于停振状态。

八、单摆摆球处在平衡位置时摆线不一定在竖直方向

单摆摆球的平衡位置处在悬点正下方的条件是摆球悬点的加速度为零或有加速度但加速度在竖直方向,否则摆球的平衡位置就不在摆球悬点的正下方。

例如,单摆悬挂在水平方向加速运动的小车中,摆球处在平衡位置时,悬线就不在竖直方向,且小车的加速度越大,摆球在平衡位置时悬线与竖直方向的夹角也越大。

九、物体每次通过同一位置时,同一物理量不一定相同

由于简谐运动具有周期性,故描述物体运动状态的物理量以及所受的回复力都在随时间做周期性变化,这样物体每次通过运动路线上的同一位置时,同一物理量也就不一定相同。其中通过同一位置时相同的物理量是位移、

动能、回复力、以及回复力产生的加速度,而速度、动量这两个物理量在物体连续通过同一位置时就不相同,这是因为速度、动量是矢量,其方向与运动方向相同,而物体连续通过同一位直时运动方向是相反的,所以物体每次通过同一位置时,同一物理量不一定相同。

十、运动物体在半个周期内回复力做功一定为零,但回复力的冲量不一定为零

做简谐运动的物体在任意半个周期的前后瞬间,其速度大小一定相同,速度方向可能是相同的,也可能是相反的。故由动能定理和动量定理知,物体在半个周期内回复力做功一定为零,回复力的冲量不一定为零。

参考资料来源:百度百科-振幅

参考资料来源:百度百科-频率

参考资料来源:百度百科-初相

参考资料来源:百度百科-简谐振动

参考资料来源:百度百科-简谐运动



  一个作往复运动的物体,如果其偏离平衡位置的位移X(或角位移θ)随时间t按余弦(或正弦)规律变化,即x=Acos(wt+Φ0)

这种振动称为简谐振动。

描述简谐运动的三个重要参量:

  1. 振幅

  2. 周期,频率

  3. 相位和初相位



受力与位移满足以下关系的运动:F=-kx
其中k是常数。
三个特征量是:振幅、频率、初相。

怎样才能学好物理?~

如何学习物理方法如下:一、深入理解能力:学习物理必须做到深刻理解物理概念、物理规律的确切含义,理解物理规律的适用条件,以及它们的应用;能清楚的认识物理概念和物理规律的文字表达形式和数学表达式!能够辨别各种概念规律的似是而非的说法;能理解相关物理知识的区别和联系。二、严谨的逻辑推理能力:学好物理必须能根据已知的物理知识和物理事实、条件,对物理问题进行逻辑推理并论证,从而得出正确的结论与判断,并能把推理过程完整正确的表达出来。三、分析与综合能力:要能够做到独立分析、研究遇到的问题,搞清楚物理过程、物理状态、物理情境等;要能把一个复杂的物理问题化解为几个较简单的问题,并能找出其间联系;能找到解决问题的方法,并且运用所学物理知识综合解答问题。四、应用数学知识处理物理问题的能力:学好物理必须能够根据具体问题列出物理量之间关系式,进行合理科学的推导与求解,可以灵活运用各种几何画图、数学图像等方式进行分析解答。五、理解实验与科学探究能力:学好物理必须能够独立完成教材中所列的所有分组实验,明确实验目的,理解实验原理和方法,能根据控制变量法合理控制条件,会使用仪器,仔细观察分析现象,通过记录、处理实验数据,得出结论,并对结论进行分析和评估。从而发现问题、提出问题、制定方案。六、质疑的能力:物理并不是一成不变的真理,它需要在探索中不断更新变化,这就需要有质疑的精神,敢于寻求真理


#湛制辰# 高二物理~~~~物体做简谐运动三个特征:1.振动图像是正弦曲线2.回复力满足条件F= - Kx3.机械能守恒是不是只要满足其中的一个就可以判断该运动是简谐运... - 作业帮
(19348309176):[答案] 满足1和2其中任-个都是简谐振动,是正弦曲线还是余弦曲线都是谐振,只是初相不同.回复力满足 F=-kx 是谐振动的充分条件.而机械能守衡则不-定作谐振.

#湛制辰# 符合什么规律的运动是简谐振动,大学物理,举几个简单的例子 -
(19348309176): 简谐运动是最基本也最简单的机械振动.当某物体进行简谐运动时,物体所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置.它是一种由自身系统性质决定的周期性运动. 常见的简谐振动有单摆运动、弹簧振子运动、大摆锤等. 扩展资料 由于...

#湛制辰# 简谐振动是一种怎样的运动
(19348309176): 如果一个物体(质点)的位移以某一确定点为中心来回往复的作周期性变化,那么就是简谐振动. 振动是非常常见的一种情况.数学上也有振动,比如说正弦或余弦函数;...

#湛制辰# 描述简谐振动的物理量及单位是什么 -
(19348309176): 振幅--米 周期---秒 频率--赫兹 角速度---弧度/秒 位移---米 时间--秒

#湛制辰# 什么是简谐振动的振幅?简谐振动的圆频率与振动周期间是何关系 -
(19348309176): 1、简谐振动的振幅. 在机械振动中,振幅是物体振动时离开平衡位置最大位移的绝对值,振幅在数值上等于最大位移的大小.用A表示,振幅是标量,单位用米或厘米表示.振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱. 2、简谐振动的圆频率与振动周期间的关系 ω=2π/T

#湛制辰# 7、简谐振动的三要素是,, - 上学吧普法考试
(19348309176): 我们对匀速圆周运动和简谐振动研究时,基准点选择在圆心或平衡位置(不动的点)

#湛制辰# 简并是指振动形式不同,但振动频率相同,在同一波数处出峰的现象 - 上...
(19348309176): 其中振幅A,角频率,周期T,和频率f的关系分别为:、

#湛制辰# 拍皮球时皮球的上下运动是否是简谐振动?为什么?
(19348309176): 不是, ①物体在受到大小跟位移成正比,而方向恒相反的合外力作用下的运动,叫做简谐振动. ②物体的运动参量,随按正弦或余弦规律变化的振动,叫做简谐振动.简谐振动不一种最简单的振动. 拍皮球时皮球的上下运动是否是简谐振动,它在与手或地面接触时,受手或地面对它的弹力和重力,其他时候只受重力,所根本就不能满足上述条件,所以它不是简谐振动.