2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-4学案:第1章 第1讲 简谐运动
2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-4学案:第1章 第1讲 简谐运动第2页

  答案 不是.振幅是一个标量.它是指物体离开平衡位置的最大距离.它既没有负值,也无方向,而最大位移既有大小,也有方向,所以振幅不同于最大位移.

  四、简谐运动的能量

  1.振动系统的总机械能:弹簧的势能和振子的动能之和.

  2.如果不考虑摩擦和空气阻力,振动系统的总机械能守恒.

  3.简谐运动是一个理想化模型.

  想一想 弹簧振子在振动过程中动能与势能相互转化,振子的位移x、回复力F、 加速度a、速度v四个物理量中有哪几个与动能的变化步调一致?

  答案 只有速度v.

  

  一、对简谐运动的理解

  1.简谐运动的位移

  简谐运动的位移是矢量,是从平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段.

  注意:简谐运动的位移和一般运动中的位移有很大区别,一般运动中的位移都是由初位置指向末位置,而简谐运动的位移都是由平衡位置指向振动质点所在位置.

  2.简谐运动的回复力

  (1)回复力是指将振动物体拉回到平衡位置的力,它可以是物体所受的合外力,也可以是一个力或某一个力的分力,而不是一种新的性质力.

  (2)简谐运动的回复力:F=-kx

  ①k是比例系数,并非弹簧的劲度系数(水平弹簧振子中k为弹簧的劲度系数),其值由振动系统决定,与振幅无关.

  ②"-"号表示回复力的方向与偏离平衡位置的位移的方向相反.

  ③x是指质点相对平衡位置的位移,不一定是弹簧的伸长量或压缩量.

  ④回复力的作用总是把物体拉向平衡位置.

  3.简谐运动的加速度

  据牛顿第二定律,a==-x,表明弹簧振子做简谐运动时振子的加速度大小与位移大小成正比,加速度方向与位移方向相反.

  说明:k是比例系数,不能与弹簧的劲度系数相混淆.

【例1】 如图2所示,一弹簧振子在一光滑水平杆上做简谐运动,第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同,那么,下列说法正确的是(  )