机械振动中易混淆的几个问题

        机械振动是比较复杂的一种运动形式，在学习机械振动时，同学们应注意以下几个容易混淆的问题：

        一、振动过程中的平衡位置与平衡状态

        平衡位置是指振子所受回复力为零的位置，而平衡状态是指物体所受合外力为零的状态，两者不能等同。例如单摆在摆动过程中，回复力为零的位置是平衡位置，但不是平衡状态，因为摆球在通过平衡位置时，还需向心力，故合外力不为零，此时绳子的拉力与重力的合力指向悬点，充当向心力。

        二、简谐运动的力学特点是F＝-kx

        式中的k不等同于弹簧的劲度系数，而是一个比例常数，这个常数，由振动装置本身决定。此式是判断一个机械振动是否为简谐运动的依据。例如单摆在摆角很小的情况下，可证明回复力为F＝－mgx/l ，这时k＝mg/l是一个常数，由摆球的重力及摆长决定。

        三、振动能量与振幅的关系

        振幅是表示振动强弱的物理量。初学时，同学们很容易认为振幅越大，振动的能量越大，有些资料也有此类似的错误，这是对于相同质量的弹簧振子来讲的，而对于不同质量的弹簧振子，振幅大的所具有的能量不一定大。

        四、关于平衡位置的势能

        由于在讲述简谐运动时是以在水平方向振动的弹簧振子引入的，所以有的同学认为在振动的物体通过平衡位置时势能为零，这种认为是不确切的。其一，势能具有相对性，在某一位置势能的数值与零势能点的选取有关。其二，有些物体（如竖直方向的弹簧振子）即便规定平衡位置重力势能为零，但此时弹簧的弹性势能也不会为零；所以确切的说法是在平衡位置势能为最小。