振动的原理是什么？

振动的原理是什么？

振动就是物体的往复运动。　　在高中物理，可以定量研究（可以用公式法、作图法、列表法给出确定数值）的，只有四种最简单的运动：匀变速直线运动、匀速圆周运动、抛体运动和简谐振动。　　复杂的运动，可以依托这四种运动，进行定性研究。　　如果硬要定量研究复杂的运动，也是依托这四种运动，作近似研究的。　　这四种最简单的运动中，匀变速直线运动和抛体运动是"一去不复返"的运动，运动状态（位置、速度）与时间的关系是拓朴（一一对应）的、不可重复的。　　匀速圆周运动和简谐振动，站在长时间的角度看（或者说"宏观地看"），是周期性的、不断重复的。站在一个周期的时间内看（或者说"微观地看"），是拓朴的、不可重复的。因此，后两种运动，比前两种运动，复杂得多。　　简谐振动可以看作匀速圆周运动沿正交（就是互相垂直）的两个方向进行分解（就是投影），其中任意一个方向的运动，都是简谐振动。由此可知，简谐振动比匀速圆周运动复杂得多。　　抛体运动则可以分解为：正交的一个匀速直线运动和另一个匀变速直线运动，所以，抛体运动比匀变速直线运动复杂得多。　　在匀速圆周运动作正交分解的过程中，原来大小不变的向心力，变成大小和方向都作周期性变化的回复力。简谐振动已经够复杂了。所以，振动就定量研究到简谐振动为止。　　然而，通常我们遇到的振动的微观情况，都要比简谐振动复杂得多。所以，研究简谐振动过渡到研究振动、热振动等，需要洞察力、想象力和抽象思维、逻辑推理等能力。　　简谐振动的特点是：1，有一个平衡位置（机械能耗尽之后，振子应该静止的唯一位置）。2，有一个大小和方向都作周期性变化的回复力的作用。3，频率单一、振幅不变。　　振子就是对振动物体的抽象：忽略物体的形状和大小，用质点代替物体进行研究。这个代替振动物体的质点，就叫做振子。　　振子在某一时刻所处的位置，用位移x表示。位移x就是以平衡位置为参照物（基点――基准点），得到的"振子在某一时刻所处的位置"的距离和方向。　　我们对匀变速直线运动和抛体运动进行研究时，基准点选择在运动的始点。我们对匀速圆周运动和简谐振动研究时，基准点选择在圆心或平衡位置（不动的点）。　　参照物本来就应该是在研究过程中保持静止（或假定为静止）的点，我们的物理思路，就是"从确定的量、不变的量出发进行研究"。　　确定的量和不变的量有本质的区别，在对匀变速直线运动和抛体运动进行研究时，基准点选择在运动的始点。这是确定的量，却不一定是不变的量。特别在我们进行分段研究时，每一阶段的终点，就是下一阶段的始点。我们选择运动的始点为基准点，可以简化研究过程，这是服从于物理研究的"化繁为简"的原则，因此，不惜在不同的研究阶段，选择不同的基准点。　　在研究匀速圆周运动和简谐振动时，由于宏观上的周期性和微观上的拓朴性，问题很复杂，所以不能选运动的始点，作基准点进行研究，而要选择确定而且不变的圆心或者平衡位置，作基准点进行研究，也是服从于物理研究的"化繁为简"的原则。