因為水的密度和模量在水平面上是各向同的。把石子扔進水中,可以近似的認為扔進水中的那個點在做像簧一樣的簡諧振動。根據振動傳播理論,簡諧振動源可以在其附近產生機械波,而機械波的波速與傳播介質(水)的密度和模量(簡單來說是物體的受壓後的)有關。通常情況下水在水平面上的各個方的密度和模量相同,那麼從簡諧振動源(石子的那個點)向各個方向傳播的波速是相同的。所以任意時刻,波紋(所有機械波的波峰)到振動源的距離是相同的。所以波紋是圓形的。振動(又稱振盪)是指一個狀態改變的過程。即物體的往復運動。在高中物理,可以定量研究(可以用公式法、作圖法、列表法給出確定數值)的,只有四種最簡單的運動:勻變速直線運動、勻速圓周運動、拋體運動和簡諧振動。複雜的運動,可以依託這四種運動,進行定性研究。如果硬要定量研究複雜的運動,也是依託這四種運動,作近似研究的。這四種最簡單的運動中,勻變速直線運動和拋體運動是"一去不復返"的運動,運動狀態(位置、速度)與時間的關係是拓樸(一一對應)的、不可重複的。簡諧振動可以看作勻速圓周運動沿正交(就是互相垂直)的兩個方向進行分解(就是投影),其中任意一個方向的運動,都是簡諧振動。由此可知,簡諧振動比勻速圓周運動複雜得多。拋體運動則可以分解為:正交的一個勻速直線運動和另一個勻變速直線運動,所以,拋體運動比勻變速直線運動複雜得多。在勻速圓周運動作正交分解的過程中,原來大小不變的向心力,變成大小和方向都作週期性變化的回覆力。簡諧振動已經夠複雜了。所以,振動就定量研究到簡諧振動為止。然而,通常我們遇到的振動的微觀情況,都要比簡諧振動複雜得多。所以,研究簡諧振動過渡到研究振動、熱振動等,需要洞察力、想象力和抽象思維、邏輯推理等能力。特點簡諧振動的特點是:
1,有一個平衡位置(機械能耗盡之後,振子應該靜止的唯一位置)。
2,有一個大小和方向都作週期性變化的回覆力的作用。
3,頻率單一、振幅不變。振子就是對振動物體的抽象:忽略物體的形狀和大小,用質點代替物體進行研究。這個代替振動物體的質點,就叫做振子。振子在某一時刻所處的位置,用位移x表示。位移x就是以平衡位置為參照物(基點――基準點),得到的"振子在某一時刻所處的位置"的距離和方向。我們對勻變速直線運動和拋體運動進行研究時,基準點選擇在運動的始點。我們對勻速圓周運動和簡諧振動研究時,基準點選擇在圓心或平衡位置(不動的點)。參照物本來就應該是在研究過程中保持靜止(或假定為靜止)的點,我們的物理思路,就是"從確定的量、不變的量出發進行研究"。
因為水的密度和模量在水平面上是各向同的。把石子扔進水中,可以近似的認為扔進水中的那個點在做像簧一樣的簡諧振動。根據振動傳播理論,簡諧振動源可以在其附近產生機械波,而機械波的波速與傳播介質(水)的密度和模量(簡單來說是物體的受壓後的)有關。通常情況下水在水平面上的各個方的密度和模量相同,那麼從簡諧振動源(石子的那個點)向各個方向傳播的波速是相同的。所以任意時刻,波紋(所有機械波的波峰)到振動源的距離是相同的。所以波紋是圓形的。振動(又稱振盪)是指一個狀態改變的過程。即物體的往復運動。在高中物理,可以定量研究(可以用公式法、作圖法、列表法給出確定數值)的,只有四種最簡單的運動:勻變速直線運動、勻速圓周運動、拋體運動和簡諧振動。複雜的運動,可以依託這四種運動,進行定性研究。如果硬要定量研究複雜的運動,也是依託這四種運動,作近似研究的。這四種最簡單的運動中,勻變速直線運動和拋體運動是"一去不復返"的運動,運動狀態(位置、速度)與時間的關係是拓樸(一一對應)的、不可重複的。簡諧振動可以看作勻速圓周運動沿正交(就是互相垂直)的兩個方向進行分解(就是投影),其中任意一個方向的運動,都是簡諧振動。由此可知,簡諧振動比勻速圓周運動複雜得多。拋體運動則可以分解為:正交的一個勻速直線運動和另一個勻變速直線運動,所以,拋體運動比勻變速直線運動複雜得多。在勻速圓周運動作正交分解的過程中,原來大小不變的向心力,變成大小和方向都作週期性變化的回覆力。簡諧振動已經夠複雜了。所以,振動就定量研究到簡諧振動為止。然而,通常我們遇到的振動的微觀情況,都要比簡諧振動複雜得多。所以,研究簡諧振動過渡到研究振動、熱振動等,需要洞察力、想象力和抽象思維、邏輯推理等能力。特點簡諧振動的特點是:
1,有一個平衡位置(機械能耗盡之後,振子應該靜止的唯一位置)。
2,有一個大小和方向都作週期性變化的回覆力的作用。
3,頻率單一、振幅不變。振子就是對振動物體的抽象:忽略物體的形狀和大小,用質點代替物體進行研究。這個代替振動物體的質點,就叫做振子。振子在某一時刻所處的位置,用位移x表示。位移x就是以平衡位置為參照物(基點――基準點),得到的"振子在某一時刻所處的位置"的距離和方向。我們對勻變速直線運動和拋體運動進行研究時,基準點選擇在運動的始點。我們對勻速圓周運動和簡諧振動研究時,基準點選擇在圓心或平衡位置(不動的點)。參照物本來就應該是在研究過程中保持靜止(或假定為靜止)的點,我們的物理思路,就是"從確定的量、不變的量出發進行研究"。