当前位置:首页> 成都高考辅导班 > 成都高考辅导班

成都高三辅导班:高中物理简谐运动知识点



一、弄清两种模型——弹簧振子和单摆
1.弹簧(Spring)振子是一种理想化模型,既然是理想化的,必须有一定的理想化条件加以限制,这正是必须提醒学生注意的,归纳(指归拢并使有条理)起来有四点:(1)小球跟弹簧连接在一起,穿在一根杆上;(2)小球在杆上的滑动摩擦力可忽略不计,即视杆为光滑杆;(3)弹簧的质量比小球的质量小得多,可以忽略不计;(4)小球可视为质点。满足上述条件才能称之为弹簧振子。根据杆的放置情况不同,弹簧振子常考的运动分水平方向的简谐运动和竖直方向的简谐运动。很多实际问题中没有光滑杆,但也可抽象(abstract)弹簧振子模型。
2.单摆:在细线的一端拴一个小球,另一端固定在悬点上,线的伸缩(伸出和缩进 比喻在一定限度内的变通)和质量可忽略,线长远大于球的直径,这样的装置叫单摆成都美博教育。单摆是实际摆的理想化模型,理解概念时把握以下几点:(1)小球密度较大,体积(volume)较小。(2)细线柔软不可伸长,且线长远大于小球直径,线重可忽略不计,单摆在摆角小于5°时才做简谐运动。
二、弄清物体做简谐运动的定义
1.物体在跟偏离平衡位置(position )的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下振动,叫做简谐运动。
2.公式:回复力F=-kx。成都高三全日制补习能够及时跟进各大学校的信息动态和政策方向,以便为学生提供及时的信息好的补习机构设有网络部、教研部,帮助孩子无论是从线上、线下掌握一手高考动态及学习资料, 教研部定期会为孩子整理最新高考资料及押题试卷,为孩子高考助力!式中“-”号表示回复力与位移的方向总是相反。
注意:对一般的简谐运动,k不能理解为劲度系数,只能认为是一比例常数。成都高三全日制补习能够及时跟进各大学校的信息动态和政策方向,以便为学生提供及时的信息好的补习机构设有网络部、教研部,帮助孩子无论是从线上、线下掌握一手高考动态及学习资料, 教研部定期会为孩子整理最新高考资料及押题试卷,为孩子高考助力!不同的简谐运动,k值不同,k是由振动部件本身结构决定的物理量。
3.物体受回复力作用后的往复运动不一定是简谐运动。
如图1所示,一个质量为m的小球在光滑的折面AOB上做往复运动(小球在O点无能损失(loss))。试判断小球的运动是否为简谐运动。
小球所受支持力与重力的一个分力平衡;重力沿斜面的一个分力总是使小球返回平衡位置(position ),帮它是小球做往复运动的回复力,其大小同理,小球在OB斜面上所受回复力大小也是。因为斜面倾角是个恒量。所以小球受到的回复力虽然与位移方向始终相反。但回复力的大小不与位移大小成正比。根据“物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的力作用下的振动才是简谐运动”的规律(rhythmical),可判断该物体的运动只是一般的振动,而不是简谐运动。通过分析(Analyse),可使学生进一步理解产生简谐运动的条件,明确受回复力作用的物体做的往复运动不一定为简谐运动。
三、弄清平衡位置(position )与平衡状态概念的区别
所谓平衡状态,是指物体不受力或所受合力为零,处于静止或匀速直线运动状态。做简谐运动的物体,平衡位置(position )的确切含义应为物体所受的回复力为零的位置:如水平弹簧振子处于弹簧无形变的位置,单摆摆球(摆角小于5°)处于最低点的位置。
单摆的摆球在最低点时,受绳子拉力和重力作用,这两力的合力提供做圆周运动的向心力,沿半径指向圆心,不为零。小球不是处于平衡状态,但提供小球做简谐运动的回复力的是重力沿切向方向的分力,在该位置(position )时回复力为零,我们就称这个位置为平衡位置。
所以,做简谐运动的物体在平衡位置(position )不一定总处于平衡状态。
四、弄清简谐运动满足机械能(mechanical energy)守恒定律(Conservation Law)
弹簧振子和单摆在做简谐运动时,尽管位移、速度、加速度、回复力均发生变化,但机械能(mechanical energy)的总量保持不变。成都高考补习班为学生讲解高中物理重难点,巩固复习、夯实基础,剖析历年物理考点,教师总结高考物理重难点、易错点,提炼简洁实用的技巧方法。通过方法点拨、易错辨析,帮助高三学生快速准确把握重点、突破难点。原因是振子水平振动时只有弹力做功,单摆在摆动过程中只有重力做功,所以,它们都满足机械能守恒的条件。
五、弄清简谐运动中位移概念
为了研究(research)问题的的方便,在描述简谐运动物体位移中是取物体的平衡位置(position )为位移参考点,即认为在平衡位置位移为零,与一般运动中通常取初始位置为参考点不同。这一点要特别注意。

上一篇:成都高三辅导班:高中物理知识点常用35个隐含条件
下一篇:成都高三辅导班:高考冲刺阶段物理复习高招