机械振动

机械振动

1.机械振动的定义：物体在某一中心位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动，常常简称振动。

2.产生机械振动的条件

（1）在运动中，物体存在一个中心位置；

（2）物体离开平衡位置后，受到回复力的作用；

（3）运动中物体所受到的阻力足够小。

平衡位置：振动停止时物体所在的位置（即运动中的中心位置）。振动的物体经过平衡位置时，所受的回复力为零。也可以说：平衡位置是振动物体的回复力为零的位置。由于振动过程最大的特点是周期性，为了描述方便，特别规定：振动的位移总是以平衡位置为起点的。

回复力：使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力。回复力是根据力的效果来命名的力。

3.简谐振动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动叫做简谐振动。

只有在振动中所受到的回复力符合F = - kx 的规律的振动才是简谐振动。

4.振幅、周期和频率

（1）振幅：振幅是反映振动强弱的物理量。

振动物体离开平衡位置的最大距离叫振幅，用A来表示，单位是米（m）。振幅是标量，只有大小没有方向。振幅越大，振幅越强烈，振动系统的能量越大。

（2）周期：描述振动快慢的物理量。

振动物体完成一次全振动所用的时间叫周期，用T来表示，单位是秒（s）。

（3）频率：物体在1秒内完成全振动的次数，用f来表示，单位是赫兹（Hz）。频率也是描述振动快慢的物理量。

周期和频率的关系应为：f=1/T

全振动：是指从某一初始时刻起，物体的振动状态再次恢复到初始时刻的过程。

例：甲、乙两个弹簧振子，甲完成了12次全振动，在相同时间内乙恰好完成了8次全振动，求甲、乙振动周期之比和甲、振动频率之比。

解：设完成12次全振动所用时间为t，依题意可知，甲、乙周期为

T甲=t/12，T乙=t/8

其周期之比为：T甲：T乙=t/12：t/8=2：3

由于频率是周期的倒数，所以频率之比为：f甲：f乙=3：2