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首页 高中物理知识 简谐运动的振幅 简谐运动的周期、频率和角频率 简谐运动的回复力和能量 试题正文
  • 填空题
    某同学在资料上查得弹簧振子的周期公式为T=2π
    m
    k
    ，弹簧的弹性势能公式Ep=
    1
    2
    kx2    （式中k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量，x为弹簧的形变量）．为了验证弹簧的弹性势能公式，他设计了如图1所示的实验：轻弹簧的一端固定在非常平滑的木板一端，另一端连接一个质量为m的滑块，滑块上竖直固定一个挡光条，每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时，传感器B因接收不到光线就产生一个电信号，输入电脑后经自动处理就能形成一个脉冲电压波形．开始时，滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束．给滑块一个瞬时冲量后，振子就振动起来．
    （1）系统振动过程中，在电脑上所形成的脉冲电压波如图2所示，可知该系统的振动周期T=______．
    （2）测得挡光条宽度为d，挡光时间△t，且△t远小于T0．则小球运动的最大动能Ek=______．
    （3）如果再测出滑块振动的振幅为A，利用资料上提供的两个公式及测出的物理量表示出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能Ep=______．
    通过本实验，如果Ek=Ep，也就验证了弹簧的弹性势能公式的正确性．
    魔方格

    本题信息：物理填空题难度一般 来源:未知
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本试题 “某同学在资料上查得弹簧振子的周期公式为T=2πmk，弹簧的弹性势能公式Ep=12kx2（式中k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量，x为弹簧的形变量）．为了验证弹簧的弹...” 主要考查您对

简谐运动的振幅

简谐运动的周期、频率和角频率

简谐运动的回复力和能量

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  • 简谐运动的振幅
  • 简谐运动的周期、频率和角频率
  • 简谐运动的回复力和能量
振幅A：

振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱。

周期T和频率f：

1.意义：表示振动快慢的物理量，周期越短，频率越高，振动越快
2.定义：
完成一次全振动所需要的时间，用T表示
单位时间内完成全振动的次数，用f表示
3.关系：Tf=1
4.决定因素：周期与频率由振动系统本身决定，与振幅无关
5.角频率ω：ω=2πf。


应用简谐运动的对称性及周期性的解题方法：

如图所示，物体在A与B间运动，O点为平衡位置，C和D两点关于O点对称，则有：
1．时间的对称性


2．速度的对称性
(1)物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等，方向相反。
(2)物体经过关于D点对称的两点(如C与D两点)的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反。
3．周期性简谐运动是一种周而复始的周期性的运动，按其周期性可作如下判断：
(1)若则两时刻振动物体在同一位置，运动情况相同。
(2)若则两时刻，描述运动的物理量均大小相等，方向相反。
(3)若或，则当时刻物体在最大位移处时，时刻物体到达平衡位置；当t1时刻物体在平衡位置时，t2时刻物体到达最大位移处；若t1时刻物体在其他位置，t2时刻物体到达何处就要视具体情况而定。


振动图像:

(1)图像:
(2)意义：反映质点的位移随时间变化的规律(不是质点的运动轨迹)
(3)特点：所有简谐运动的图线都是正弦或余弦曲线
(4)蕴含信息：
①振幅A、周期T以及各时刻质点的位置、某段时间内质点的位移。
②各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向。判断速度方向可以作曲线上某点的切线，若切线的斜率为正，则说明该时刻的速度方向为正方向。
③某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况

能量：

（1）定义：做简谐运动的物体在振动中经过某一位置时所具有的势能和动能之和，称为简谐运动的能量
（2）特征：
①做简谐运动的物体能量的变化规律：只有动能和势能的相互转化，机械能守恒。
②简谐运动中的能量跟振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。
③在振动的一个周期内，动能和势能完成两次周期性变化，经过平衡位置时动能最大，势能最小；经过最大位移处时，势能最大，动能最小

简谐运动的位移、回复力、加速度、速度、势能、动能比较：


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