描述震動的物理量有哪些

Ⅰ 有關高中物理 機械振動的所有知識點！

（一）機械振動
物體（質點）在某一中心位置兩側所做的往復運動就叫做機械振動，物體能夠圍繞著平衡位置做往復運動，必然受到使它能夠回到平衡位置的力即回復力。回復力是以效果命名的力，它可以是一個力或一個力的分力，也可以是幾個力的合力。
產生振動的必要條件是：a、物體離開平衡位置後要受到回復力作用。b、阻力足夠小。 （二）簡諧振動
1. 定義：物體在跟位移成正比，並且總是指向平衡位置的回復力作用下的振動叫簡諧振動。簡諧振動是最簡單，最基本的振動。研究簡諧振動物體的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）為原點的坐標系，把物體的位移定義為物體偏離開坐標原點的位移。因此簡諧振動也可說是物體在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回復力作用下的振動，即F=－kx，其中「－」號表示力方向跟位移方向相反。
2. 簡諧振動的條件：物體必須受到大小跟離開平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回復力作用。
3. 簡諧振動是一種機械運動，有關機械運動的概念和規律都適用，簡諧振動的特點在於它是一種周期性運動，它的位移、回復力、速度、加速度以及動能和勢能（重力勢能和彈性勢能）都隨時間做周期性變化。
（三）描述振動的物理量，簡諧振動是一種周期性運動，描述系統的整體的振動情況常引入下面幾個物理量。
1. 振幅：振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，常用字母「A」表示，它是標量，為正值，振幅是表示振動強弱的物理量，振幅的大小表示了振動系統總機械能的大小，簡諧振動在振動過程中，動能和勢能相互轉化而總機械能守恆。
2. 周期和頻率，周期是振子完成一次全振動的時間，頻率是一秒鍾內振子完成全振動的次數。振動的周期T跟頻率f之間是倒數關系，即T=1/f。振動的周期和頻率都是描述振動快慢的物理量，簡諧振動的周期和頻率是由振動物體本身性質決定的，與振幅無關，所以又叫固有周期和固有頻率。 （四）單擺：擺角小於5°的單擺是典型的簡諧振動。
細線的一端固定在懸點，另一端拴一個小球，忽略線的伸縮和質量，球的直徑遠小於懸線長度的裝置叫單擺。單擺做簡諧振動的條件是：最大擺角小於5°，單擺的回復力F是重力在圓弧切線方向的分力。單擺的周期公式是T=。由公
式可知單擺做簡諧振動的固有周期與振幅，擺球質量無關，只與L和g有關，其中L是擺長，是懸點到擺球球心的距離。g是
單擺所在處的重力加速度，在有加速度的系統中（如懸掛在升降機中的單擺）其g應為等效加速度。 （五）振動圖象。
簡諧振動的圖象是振子振動的位移隨時間變化的函數圖象。所建坐標系中橫軸表示時間，縱軸表示位移。圖象是正弦或餘弦函數圖象，它直觀地反映出簡諧振動的位移隨時間作周期性變化的規律。要把質點的振動過程和振動圖象聯系起來，從圖象可以得到振子在不同時刻或不同位置時位移、速度、加速度，回復力等的變化情況。 （六）阻尼振動、受迫振動、共振。
簡諧振動是一種理想化的振動，當外界給系統一定能量以後，如將振子拉離開平衡位置，放開後，振子將一直振動下去，振子在做簡諧振動的圖象中，振幅是恆定的，表明系統機械能不變，實際的振動總是存在著阻力，振動能量總要有所耗散，因此振動系統的機械能總要減小，其振幅也要逐漸減小，直到停下來。振幅逐漸減小的振動叫阻尼振動，阻尼振動雖然振幅越來越小，但振動周期不變，振幅保持不變的振動叫無阻尼振動。
振動物體如果在周期性外力──策動力作用下振動，那麼它做受迫振動，受迫振動達到穩定時其振動周期和頻率等於策動力的周期和頻率，而與振動物體的固有周期或頻率無關。
物體做受迫振動的振幅與策動力的周期（頻率）和物體的固有周期（頻率）有關，二者相差越小，物體受迫振動的振幅越大，當策動力的周期或頻率等於物體固有周期或頻率時，受迫振動的振幅最大，叫共振。 【典型例題】
[例1] 一彈簧振子在一條直線上做簡諧運動，第一次先後經過M、N兩點時速度v（v≠0）相同，那麼，下列說法正確的是（ ）
A. 振子在M、N兩點受回復力相同 B. 振子在M、N兩點對平衡位置的位移相同
C. 振子在M、N兩點加速度大小相等 D. 從M點到N點，振子先做勻加速運動，後做勻減速運動
解析：建立彈簧振子模型如圖所示，由題意知，振子第一次先後經過M、N兩點時速度v相同，那麼，可以在振子運動路徑上確定M、N兩點，M、N兩點應關於平衡位置O對稱，且由M運動到N，振子是從左側釋放開始運動的（若M點定在O點右側，則振子是從右側釋放的）。建立起這樣的物理模型，這時問題就明朗化了。

高中各年級課件教案習題匯總 語文 數學 英語 物理 化學

因位移、速度、加速度和回復力都是矢量，它們要相同必須大小相等、方向相同。M、N兩點關於O點對稱，振子回復力應大小相等、方向相反，振子位移也是大小相等，方向相反。由此可知，A、B選項錯誤。振子在M、N兩點的加速度雖然方向相反，但大小相等，故C選項正確。振子由M→O速度越來越大，但加速度越來越小，振子做加速運動，但不是勻加速運動。振子由O→N速度越來越小，但加速度越來越大，振子做減速運動，但不是勻減速運動，故D選項錯誤，由以上分析可知，該題的正確答案為C。
[例2] 一質點在平衡位置O附近做簡諧運動，從它經過平衡位置起開始計時，經0.13 s質點第一次通過M點，再經0.1 s第二次通過M點，則質點振動周期的可能值為多大?
解析：將物理過程模型化，畫出具體的圖景如圖1所示。設質點從平衡位置O向右運動到M點，那麼質點從O到M運動時間為0.13 s，再由M經最右端A返回M經歷時間為0. 1 s；如圖2所示。

另有一種可能就是M點在O點左方，如圖3所示，質點由O點經最右方A點後向左經過O點到達M點歷時0.13 s，再由M向左經最左端A，點返回M歷時0.1 s。根據以上分析，質點振動周期共存在兩種可能性。如圖2所示，可以看出O→M→A歷時0.18 s，根據簡諧運動的對稱性，可得到T1＝4×0.18 s＝0.72 s。另一種可能如圖3所示，由O→A→M歷時tl＝0.13 s，由M→A』歷時t2＝0.05 s，設M→O歷時t，則4（t+t2）＝t1+2t2+t，解得t＝0. 01 s，則T2＝4（t+t2）＝0.24 s，所以周期的可能值為0.72 s和0.24 s
[例3] 甲、乙兩彈簧振子，振動圖象如圖所示，則可知（ ）

A. 兩彈簧振子完全相同 B. 兩彈簧振子所受回復力最大值之比F甲∶F乙=2∶1 C. 振子甲速度為零時，振子乙速度最大 D. 振子的振動頻率之比f甲∶f乙=1∶2
解析：從圖象中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙=2∶1，得頻率之比f甲∶f乙=1∶2，D正確。彈簧振子周期與振子質量、彈簧勁度系數k有關，周期不同，說明兩彈簧振子不同，A錯誤。由於彈簧的勁度系數k不一定相同，所以兩振子受回復力（F=kx）的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1，所以B錯誤，對簡諧運動進行分析可知，在振子到達平衡位置時位移為零，速度最大；在振子到達最大位移處時，速度為零，從圖象中可以看出，在振子甲到達最大位移處時，振子乙恰到達平衡位置，所以C正確。答案為C、D。
[例4] 在海平面校準的擺鍾，拿到某高山山頂，經過t時間，發現表的示數為t′，若地球半徑為R，求山的高度h（不考慮溫度對擺長的影響）。
解析：由鍾表顯示時間的快慢程度可以推知表擺振動周期的變化，而這種變化是由於重力加速度的變化引起的，所以，可以得知由於高度的變化引起的重力加速度的變化，再根據萬有引力公式計算出高度的變化，從而得出山的高度。
一般山的高度都不是很高（與地球半徑相比較），所以，由於地球自轉引起的向心力的變化可以不考慮，而認為物體所受向心力不變且都很小，物體所受萬有引力近似等於物體的重力。
（1）設在地面上鍾擺擺長l，周期為T0，地面附近重力加速度g，拿到高山上，擺振動周期為T′，重力加速度為g′，應有

從而

（2）在地面上的物體應有在高山上的物體應有得

[例5] 在光滑水平面上，用兩根勁度系數分別為k1、k2的輕彈簧系住一個質量為m的小球。開始時，兩彈簧均處於原長，後使小球向左偏離x後放手，可以看到小球將在水平面上作往復振動。試問小球是否作簡諧運動？
解析：為了判斷小球的運動性質，需要根據小球的受力情況，找出回復力，確定它能否寫成F=－kx的形式。以小球為研究對象，豎直方向處於力平衡狀態，水平方向受到兩根彈簧的彈力作用。設小球位於平衡位置O左方某處時，偏離平衡位置的位移為x，則左方彈簧受壓，對小球的彈力大小為f1=k1x，方向向右。右方彈簧被拉伸，對小球的彈力大小為f2=k2x，方向向右。 小球所受的回復力等於兩個彈力的合力，其大小為F=f1+f2=（k1+k2）x，方向向右。令k=k1+k2，上式可寫成F=kx。由於小球所受回復力的方向與位移x的方向相反，考慮方向後，上式可表示為F=－kx。所以，小球將在兩根彈簧的作用下，沿水平面作簡諧運動。點評：由本題可歸納出判斷物體是否作簡諧運動的一般步驟：確定研究對象（整個物體或某一部分）→分析受力情況→找出回復力→表示成F=－kx的形式（可以先確定F的大小與x的關系，再定性判斷方向）。
[例6] 如圖所示，一輕質彈簧豎直放置，下端固定在水平面上，上端處於a位置，當一重球放在彈簧上端靜止時，彈簧上端被壓縮到b位置。現將重球（視為質點）從高於a位置的c位置沿彈簧中軸線自由下落，彈簧被重球壓縮到最低位置d。以下關於重球運動過程的正確說法應是（ ）
A. 重球下落壓縮彈簧由a至d的過程中，重球做減速運動。 B. 重球下落至b處獲得最大速度。

圖9-1 圖9-2
A. 物體的動能為1J； B. 物塊的重力勢能為1.08J C. 彈簧的彈性勢能為0.08J D. 物塊的動能與重力勢能之和為2.16J 解析：由題設條件畫出示意圖9－2，物體距地面26cm時的位置O即為物體做簡諧運動的平衡位置。根據動能的對稱性可知，物體距地面22cm時A」位置的動能與距地面30cm時A位置的動能相等。因此只需求出物體自由下落到剛接觸彈簧時的動能即可。由機械能守恆定律得
。物體從A到A」的過程中彈性勢能的增加為
，所以選項A、C正確。
單擺模型
【單擺模型簡述】
在一條不可伸長的、忽略質量的細線下端栓一可視為質點的小球, 當不必考慮空氣阻力的影響, 在擺角很小的情況下可看
作簡諧運動, 其振動周期公式可導出為.2glT

【視角一】合理聯想, 挖掘相關物理量.
例1. 試用秒錶、小石塊、細線估算電線桿的直徑.
分析與解: 要估算電線桿的直徑, 題目中沒有給刻度尺, 因此, 用什麼來替代刻度尺是問題的關鍵. 秒錶、小石塊似乎對測量電線桿的直徑沒有直接關系；若是聯想到小石塊可以與細線組成單擺， 秒錶可用來測量時間，本題便不難解決了。
用等於n個電線桿圓周長的細線與小石塊組成單擺，用秒錶測出單擺m（30～50）次全振動所用時間t，則單擺振動的周
期,422
2
gTlglT電線桿的圓周長
nlL，電線桿的直徑,Ld有.43
22
nmgld 【視角二】遷移與虛擬，活化模型方法.
例2. 一傾角α很小(α＜2°
)的斜劈固定在水平地面, 高為h［如圖1(a)］.光滑小球從斜劈的頂點A由靜止開始下滑, 到達底端B所用時間為t1. 如果過A、B兩點將斜劈剜成一個光滑圓弧面, 使圓弧面在B點恰與底面相切, 該小球從A由靜止開始下滑到B所用的時間為t2. 求t1與t2的比值.
分析與解: 當小球在斜劈上做勻加速直線運動時, 有sinh.2sin1sin211
21
ghttg，將斜劈剜成光滑圓弧面後.
虛擬並遷移單擺模型, 因2α＜4°,小球在圓弧面運動時受重力與指向圓心的彈力作用, 這與單擺振動時的受力：重力與指向懸點的拉力類似. 如圖1(b)所示. 則小球在圓弧面上的運動就是我們熟知的簡諧運動. 這樣能使問題化繁為簡, 化難為易,
迅速找到解決問題的途徑.因為L-h=Lcos2α. 所以
2
sin22cos1h
hL

. 小球沿圓弧面從A運動到B的時間為單擺周
期的1/4. 故
.
2sin42412
ghgLt所以, t1∶t2=4∶π. 【視角三】 等效變換, 化解習題難度.
例3. 如圖2(a)所示是一種記錄地震裝置的水平擺, 擺球m固定在邊長為L、質量可略去不計的等邊三角形的頂角A上, 它的對邊BC跟豎直線成不大的夾角α,擺球可繞固定軸BC擺動, 求擺球作微小擺動時的周期.
分析與解: 該題有多種求解方法, 若採用等效法, 能化解難度, 關鍵是求等效擺長, 因擺球在豎直平面內平衡, 關於軸BC做微小振動, 將擺球所受重力作用線做反向延長, 在轉軸BC延長 線上得交點O, 取O點為等效單擺的懸點,
則OA為等效擺長. 在圖2(b)的三角形 OCA中運用正弦定理, 有sin120sinLOA
則sin23LOA故 sin232gLT.

A
B (b) A
h
B
(a)

L 2α α

圖1
C

α A B m （a）
O
C α A B m （a）
圖2

例7．如圖所示為一單擺的共振曲線，求：
1。 該單擺的擺長約為多少？（近似認為g=2
m/s2
）
2共振時擺球的最大速度大小是多少？ ③若擺球的質量為50克，則擺線的最大拉力是多少？
例11．如圖所示，在一根張緊的水平繩上，懸掛有 a、b、c、d、e五個單擺，讓a擺略偏離平衡位置後無初速釋放，在垂直紙面的平面內振動；接著其餘各擺也開始振動。下列說法中正確的有： A．各擺的振動周期與a擺相同 B．各擺的振幅大小不同，c擺的振幅最大 C．各擺的振動周期不同，c擺的周期最長 D．各擺均做自由振動
o A/
f/0.
00.
8 4

例12．如圖所示。曲軸上掛一個彈簧振子，轉動搖把，曲軸可帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉動搖把，讓振子自由振動，測得其頻率為2Hz.現勻速轉動搖把，轉速為240r/min。（1）當振子穩定振動時，它的振動周期是多大？（2）轉速多大時，彈簧振子的振幅最大？
解：（1）f彈簧振子=2Hz ，f搖把=240r/60s=4Hz，由於系統做受迫震動 所以f彈簧振子~=4Hz，所以T=1/4=0.25s （2） 由題意 發生共振時 彈簧振子的振幅最大 ，即 f搖把~=2Hz 時 此時 轉速為120r/min

CB

BA
BA
CD

Ⅱ 機械振動的特點是什麼在物理學里用哪些物理量來描述它

物體(質點)在某一中心位置兩側所做的往復運動就叫做機械振動,物體能夠圍繞著平衡位置做往復運動,振動的特點在於它是一種周期性運動,它的位移,回復力呈周期性變化
常用振幅，位移量，回復力，頻率（周期）等量來描述

Ⅲ 頻率是描述物體振動的什麼物理量

頻率來描述物體振動快慢的物理量，頻率等於物體每秒內振動的次數，頻率的單位是Hz． 故答案為：快慢；次數；Hz，

Ⅳ 頻率是用來描述物體振動什麼的物理量

頻率，是單位時間內完成振動的次數，是描述物體振動往復運動頻繁程度的物理量，常用符號F或v表示，單位為/秒。為了紀念德國物理學家赫茲的貢獻，人們把頻率的單位命名為赫茲，簡稱「赫」。每個物體都有由它本身性質決定的與振幅無關的頻率，叫做固有頻率。頻率概念不僅在力學、聲學中應用，在電磁學和無線電技術中也常用。交變電流在單位時間內完成周期性變化的次數，叫做電流的頻率。

Ⅳ 用那些物理量來描述簡諧運動的特徵

• 描述簡諧運動特徵的物理量：

• 1、振幅A：振動物體離開平衡位置的最大距離叫振動的振幅。振幅描述了物體振動幅度的大小和振動的強弱。

• 2、周期T：振動物體完成一次全振動的時間。周期描述振動的快慢。

• 3、頻率：振動物體在1秒鍾內完成全振動的次數。頻率描述振動的快慢。

• 5、位移X：由平衡位置指向質點所在位置的有向線段，是矢量。

• 6、恢復力，與位移成正比，方向總是指向平衡位置的力， F=-KX.

Ⅵ 什麼是簡諧振動描述簡諧振動的三個特徵量是什麼

物體在與位移成正比的恢復力作用下，在其平衡位置附近按正弦規律作往復的運動則是簡諧振動。

三個特徵量是：振幅、頻率、初相。

振幅：振幅是指振動的物理量可能達到的最大值，通常以A表示。它是表示振動的范圍和強度的物理量。

頻率：頻率，是單位時間內完成周期性變化的次數，是描述周期運動頻繁程度的量，常用符號f或ν表示，單位為秒分之一，符號為s-1。

初相：ωx+φ稱為相位，x=0時的相位（ωx+φ=φ）稱為初相。

(6)描述震動的物理量有哪些擴展閱讀：

簡諧振動的十個「不一定」

簡諧運動是最簡單、最基本的機械振動，是物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，並且總指向平衡位置的回復力作用下的振動。簡諧運動也是高中物理部分的重點知識之一。弄清簡諧運動的規律對進一步學習機械波、交流電、電磁波等具有非常重要的意義。筆者針對怎樣理解簡諧運動的特點和規律提出以下十個「不一定」。

一、物體運動的路線不一定都是直線

例如，單擺擺球做簡諧運動時的運動路線是在擺球平衡位置兩側並通過平衡位置的一段圓弧，即擺球的運動路線為曲線。

二、物體運動的速度方向與位移方向不一定相同

簡諧運動的位移指的是振動物體偏離平衡位置的位移，位移的起點總是在平衡位置，那麼當物體遠離平衡位置時位移方向與速度方向相同，靠近平衡位置時位移方向與速度方向相反。

三、振動物體所受的回復力方向與物體所受的合力方向不一定相同

例如，單擺在平衡位置附近（小角度范圍內）的擺動既做圓周運動，又做簡諧運動，擺球所受到的各個力的合力既要提供其做圓周運動的向心力，又要提供其做簡諧運動的回復力，即單擺振動過程中擺球受到所有力的合力的一個分力提供向心力，另一個分力提供回復力。那麼回復力方向就與擺球所受到的各力的合力方向不相同。

四、物體在平衡位置不一定處於平衡狀態

例如，單擺擺球做簡諧運動經過平衡位置時，由於擺球的平衡位置在圓弧上，擺球在圓弧上做圓周運動需要向心力，故擺球在平衡位置處懸繩的拉力大於擺球的重力，即擺球在平衡位置並非處於平衡狀態。

五、物體在四分之一周期內通過的路程不一定等於振幅

做簡諧運動的物體在一個運動周期的時間內通過的路程是振幅的4倍，在半個周期的時間內通過的路程是振幅的2倍，但是在四分之一周期時間內通過的路程就不一定等於振幅。雖然當物體從平衡位置向最大位移運動四分之一周期時間或從最大位移向平衡位置運動四分之一周期時間，

物體通過的路程都等於振幅，但是當物體從平衡位置和最大位移之間的某一位置開始運動四分之一周期時間通過的路程就不等於振幅了。因為做簡諧運動的物體在平衡位置附近速度比在最大位移附近速度大，

故物體從平衡位置和最大位移之間的某一位置向平衡位置方向運動並通過平衡位置的四分之一周期時間內通過的路程就大於振幅，而向最大位移方向運動並返回的四分之一周期時間內通過的路程就小於振幅。

六、簡諧運動的振動快時物體的運動不一定快

簡諧運動的振動快慢由振動周期或頻率反映，周期小振動快，周期大振動慢；而做簡諧運動的物體運動快慢則由物體運動的瞬時速度反映，

在某時刻瞬時速度大則運動快，反之則運動慢。同時簡諧運動的振動快慢是由振動系統的本身決定的，而做簡諧運動物體的運動快慢則由振動物體的位置和儲存在振動系統中的能量決定。所以簡諧運動振動快，物體在某時刻的運動不一定快。

七、單擺的擺長短，周期不一定小

單擺振動的周期不但與擺長有關，而且還與單擺所在處重力加速度一定時擺球懸點的加速度有關，當擺球懸點的加速度為零時，擺長越短，周期就越小。

那麼當把擺長較短的單擺放在加速下降的升降機中時，由於單擺處於失重狀態，故單擺振動的周期也可以比放在地面上懸點加速度為零的擺長較長的單擺振動周期大，當單擺處於完全失重狀態時，單擺振動周期為無窮大，單擺處於停振狀態。

八、單擺擺球處在平衡位置時擺線不一定在豎直方向

單擺擺球的平衡位置處在懸點正下方的條件是擺球懸點的加速度為零或有加速度但加速度在豎直方向，否則擺球的平衡位置就不在擺球懸點的正下方。

例如，單擺懸掛在水平方向加速運動的小車中，擺球處在平衡位置時，懸線就不在豎直方向，且小車的加速度越大，擺球在平衡位置時懸線與豎直方向的夾角也越大。

九、物體每次通過同一位置時，同一物理量不一定相同

由於簡諧運動具有周期性，故描述物體運動狀態的物理量以及所受的回復力都在隨時間做周期性變化，這樣物體每次通過運動路線上的同一位置時，同一物理量也就不一定相同。其中通過同一位置時相同的物理量是位移、

動能、回復力、以及回復力產生的加速度，而速度、動量這兩個物理量在物體連續通過同一位置時就不相同，這是因為速度、動量是矢量，其方向與運動方向相同，而物體連續通過同一位直時運動方向是相反的，所以物體每次通過同一位置時，同一物理量不一定相同。

十、運動物體在半個周期內回復力做功一定為零，但回復力的沖量不一定為零

做簡諧運動的物體在任意半個周期的前後瞬間，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。故由動能定理和動量定理知，物體在半個周期內回復力做功一定為零，回復力的沖量不一定為零。

參考資料來源：網路-振幅

參考資料來源：網路-頻率

參考資料來源：網路-初相

參考資料來源：網路-簡諧振動

參考資料來源：網路-簡諧運動

Ⅶ 描述振動強弱的物理

頻率和周期表示振動的快慢．振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，表示振動的強弱．
故答案為：周期；快慢；振幅．

Ⅷ 表示振動快慢的物理量是___或___，振動的強弱用___表示．

周期是完成一個全振動需要的時間，頻率是單位時間內完成的全振動的次數，二者都是描述振動快慢的物理量；
振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，表示振動的強弱．
故答案為：周期，頻率，振幅

Ⅸ 在物理學中，用____來描述物體振動的快慢，它是指物體在每秒內振動的____。

【分析】 物體在1秒內振動的次數叫做頻率，在物理學中，用頻率來描述物體振動的快慢。 1、 頻率是描述物體振動快慢的物理量，它是指物體在每秒內振動的次數。 【點評】 解答本題的關鍵是理解頻率的概念，頻率表示1秒內振動的次數。

Ⅹ 機械振動的特點是什麼在物理學里用哪些物理量來描述它

特點就是不停的做重復同一個運動(理想情況下)
物理量:T(周期)、N(重復運動的次數)
具體的
機械振動
有不同的
物理
關系。