什么物理量决定简谐运动的总能量

A. 什么是简谐振动描述简谐振动的三个特征量是什么

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。

(1)什么物理量决定简谐运动的总能量扩展阅读：

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：网络-振幅

参考资料来源：网络-频率

参考资料来源：网络-初相

参考资料来源：网络-简谐振动

参考资料来源：网络-简谐运动

B. 简谐运动能量大小与什么有关

简谐运动能量大小与振幅A和k有关：E=1/2kA^2.

C. 如何判断物体是否作简谐振动

物体所受到的合外力与物体位移成正比（力的大小方向是随位移大小“方向”——（后一个方向是位移方向而非运动方向尤其注意）而变化的。

乒乓球在地面上的自由来回上下运动不是简谐运动，秋千在空中的来回运动是简谐运动。

简谐运动的总能量与振幅的平方成正比，而简谐运动是等幅振动，因此简谐运动的总机械能必然守恒。

(3)什么物理量决定简谐运动的总能量扩展阅读：

同方向不同频率的简谐运动合成之后便不再是简谐运动，它的振幅时而增大时而减小。但一般情况下，线性系统只是振动系统在小振幅条件下的近似模型。

位移是时间t的正弦或余弦函数的运动是简谐运动。简谐运动的数学模型是一个线性常系数常微分方程。振幅反应了振动的强度，它是由初始条件决定的。

D. 简谐振动中各物理量的关系

位移指振子离平衡位置的距离，有正负之分。回复力和加速度成正比，在位移为0时速度最大回复力为0，加速度为0，位移最大加速度最大周期越小频率越大，振幅是离开平衡位置的最大距离

E. 要简谐运动的公式.说明物理量指什么

F=-kx(K为弹簧劲度系数) 胡克定律运动方程：F=ma=-kxk/m=w*w角速度关系 A振幅 a(阿耳法)常量a+w*wx=0所以x=Acos(wt+a(阿耳法))=====v=-wAsin(wt+a(阿耳法))a=-w*wx能量E_k=1/2mv^2=0.5mw^2A^2sin^2(wt+a)E_p=1/kx^2=...

F. 四季锦里提到的物理学启蒙书 是什么

你好，物理启蒙书知识点 振动：任何一个物理量在某一定值附近作反复变化，都可以称为振动。
振幅: 物体离开平衡位置的最大幅度。
相位：决定简谐运动状态的物理量。
谐振动系统的动能和势能都在随时间作周期性变化, 但总能量是恒定不变的，并与振幅的平方成正比。
无阻尼自由振动： 振动物体不受任何阻力的影响，只在回复力作用下所作的振动。 阻尼振动：振幅随时间减小的振动。
受迫振动：物体在周期性外力的持续作用下发生的振动。
共振：当驱动力角频率接近系统的固有角频率时， 受迫振动振幅急剧增大的现象。 共振角频率：振幅达到最大值时的角频率。
在无阻尼自由电磁振荡过程中，电场能量和磁场能量不断的相互转化，其总和保持不变. 受迫振荡：LRC 电路在外加周期性电动势持续作用下产生的振荡
多个同方向同频率简谐运动合成仍为简谐运动。
频率较大而频率之差很小的两个同方向简谐运动的合成，其合振动的振幅时而加强时而减弱的现象叫拍，希望能帮到你。

G. 做简谐运动物体具有的机械能与下列物理量有关

振幅越大偏离平衡位置越远。弹簧振子克服弹簧弹力做功越多。

H. 简谐运动的振动方程

物体受力大小与位移成正比，而方向相反，人们把具有这种特征的振动称为简谐运动。[1]
表达式
简谐运动方程： [1]
根据该运动方程式，我们可以说位移是时间t的正弦或余弦函数的运动是简谐运动。[1] 简谐运动的数学模型是一个线性常系数常微分方程，这样的振动系统称为线性系统。线性系统是振动系统最简单最普遍的数学模型。但一般情况下，线性系统只是振动系统在小振幅条件下的近似模型。
特征量
振幅
振幅反应了振动的强度，它是由初始条件决定的。上述运动方程中A即为该振动的振幅。[1]
周期、频率、圆频率
物体经过一次全振动所经历的时间叫作振动的周期，用T表示。与周期密切相关的是频率，即单位时间内物体所作的完全振动次数叫作频率，用f表示。[1]
2π秒内所作的完全振动次数叫作圆频率（角频率），即上述运动方程中的ω。它与周期T和频率f之间的关系为 、 。[1]
简谐运动的圆频率是由系统的力学性质所决定的，故又称为固有圆频率。例如弹簧振子的圆频率公式如下，其中，k和m分别表示弹簧振子的刚度和质量，对于给定的弹簧振子，圆频率仅与自身的刚度和质量有关，是由本身的性质所决定的。[1]

相位与初相位
我们把确定物体任意时刻运动状态的物理量称为相位（或位相），用φ表示，表达式如下所示，其中 是t=0时的相位，又称为初相位。[1]

简谐运动的速度与加速度
简谐运动是一种变速与变加速运动。其速度与加速度可以由简谐运动方程（位移-时间方程）通过微分得到。于是，在假设通解 情况下，可得[1]
速度：
加速度：
简谐运动的能量
简谐运动的振动动能和振动势能分别为

简谐运动的总机械能

该式子表明，简谐运动的总能量与振幅的平方成正比，而简谐运动是等幅振动，因此简谐运动的总机械能必然守恒。[1]

I. 一个弹簧振子做简谐运动时，所具有的能量与下列哪个物理量是有关的（）A．周期B．振幅C．振子质量D．

由弹性势能的公式可知，振幅越大则机械能越大；
而能量与周期、振子质量及频率等均无关；
故选：B．

J. 什么是简谐运动

加速度的方向总指向平衡位置，在振动图象上总指向纵坐标。确切地说应为总指向坐标原点。速度的方向就是物体实际运动的方向，由下一时刻物体的位置来判断：若下一时刻物体在该时刻的x轴正方向上，则物体向x轴正方向运动，速度方向为x轴正方向。反之则否。

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。（如单摆运动和弹簧振子运动）实际上简谐振动就是正弦振动。故此在无线电学中简谐信号实际上就是正弦信号。

如果质点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，这样的振动叫做简谐运动。

(10)什么物理量决定简谐运动的总能量扩展阅读：

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。

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。