机械振动一、机械振动：1、定义：物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的往复运动叫做机械振动。例如：枝头上的小鸟飞离枝头时，树枝会发生振动；荡秋千时的来回运动；人走路时，两只手臂会自然地、有节奏地前后摆动⋯⋯2、机械振动主要特点：固定的“中心位置”即平衡位置；周期性的“往复运动”即周期性和往复性；这也是判断物体是否做机械振动的依据。中心位置又称为平衡位置，即当物体不再做往复运动时，所最终停下来的位置。平衡位置是指运动过程中一个明显的分界点，一般是振动停止时静止的位置，并不是所有往复运动的中点都是平衡位置。存在平衡位置是机械运动的必要条件，有很多运动，尽管也是往复运动，但并不存在明显的平衡位置，所以并非机械振动。例如：拍皮球、人来回走动。3、机械振动产生的条件：每当物体离开平衡位置就会受到回复力的作用且所受到的阻力足够小。二、简谐运动1、弹簧振子——理想化模型（1）概念：小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。（2）理性化模型的条件：①弹簧的质量比小球小很多，可以认为质量集中于振子（小球）。②小球需体积很小，可当作质点处理。③忽略一切的摩擦及阻力作用。④小球从平衡位置拉开的位移在弹簧的弹性限度内。2、回复力有一种玩具狗，它的头部和尾部用较软的弹簧跟身体相连。如果轻拍一下玩具狗，它便会不停地摇头晃尾起来，这就是弹簧引起的机械振动。如右图：当弹簧既不拉伸也不被压缩时，小球静止在杆上的O点，这时小球所受合力为零。O点就是弹簧振子的平衡位置。振子在平衡位置O点右侧时，有一个向左的力；在平衡位置O点左侧时，有一个向右的力，这个力总是促使物体回到平衡位置。结论：物体做机械振动时，一定受到指向平衡位置的力，这个力的作用效果总能使物体回到中心位置，这个力叫回复力。回复力是根据力的效果命名的思考：以下两种说法正确吗？1、振动的物体始终受到回复力的作用；2、水面浮木上下振动时受到重力、水的浮力和回复力的作用。分析：弹簧振子在振动过程中，当偏离平衡位置时，总是受到一个跟运动方向（位移方向）相反、能使振子返回平衡位置的回复力，且这个回复力就是弹簧的弹力。由于弹簧发生弹性形变时，弹力跟形变量成正比，对弹簧振子来说，也就是回复力F跟振子的位移x成正比，而回复力总是指向平衡位置，所以回复力的方向始终与位移方向相反，它们之间的关系：kxF其中，k是一个常数，对于弹簧振子而言就是弹簧的劲度系数。负号表示回复力F的方向始终跟位移x的方向相反。注意：①在平衡位置时，回复力为零；②回复力：使物体返回平衡位置的力，方向总是指向平衡位置。回复力特点：?回复力是效果按效果命名的力；?回复力可以是某个力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。补充说明：①由于振子总是在平衡位置两侧移动，如果我们以平衡位置作为参考点来研究振子的位移就更为方便。这样表示出的位移称为偏离平衡位置的位移。它的大小等于物体与平衡位置之间的距离，方向由平衡位置指向物体所在位置。（由初位置指向末位置）用ｘ表示。②偏离平衡位置的位移与某段时间内位移的区别：偏离平衡位置的位移是以平衡位置为起点，以平衡位置为参考位置。③某段时间内的位移，是默认以这段时间内的初位置为起点。3、弹簧振子运动过程中各物理量的变化情况分析：结合右图分析振子在一次全振动中回复力F、偏离平衡位置的位移x、加速度a、速度v的大小变化情况及方向。所谓全振动，做振动的质点从某位置出发再次回到该位置，并保持与出发时相同运动方向的过程称为全振动。１）Ａ→Ｏx↓，方向由Ｏ向ＡF↓，方向由Ａ向Ｏa↓，方向由Ａ向ＯV↑，方向由Ｏ向Ａ振子做加速度不断减小的加速运动A′OA２）在O位置，x＝０，F＝０，a＝０，V最大；３）Ｏ→Ａ′x↑，方向由Ｏ向Ａ′F↑，方向由Ａ′向Ｏa↑，方向由Ａ′向ＯV↓，方向由Ｏ向Ａ′振子做加速度不断增大的减速运动４）在Ａ′位置，x最大，F最大，a最大，V＝０５）Ａ′→Ｏx↓，方向由Ｏ向Ａ′F↓，方向由Ａ′向Oa↓，方向由Ａ′向OV↑，方向由O向Ａ′振子做加速度不断减小的加速运动６）在O...
