高中物理竞赛系列讲义(七)振动和波动 1.简谐振动

前言:本系列材料(第一轮讲义约140讲)低起点、高落点

。可以作为讲义,也可作为自学材料。可作为竞赛的第一轮讲义,也可作为强基计划、综合评价、培优拔高的讲义。里面的习题均为独家解析,便于理解。可以用A4纸打印使用。禁止作为商品!

如果不清楚,可以保存观看。


高中物理竞赛系列讲义(七)振动和波动 1.简谐振动


高中物理竞赛系列讲义(七)振动和波动 1.简谐振动


高中物理竞赛系列讲义(七)振动和波动 1.简谐振动

【知识点】

※振动:形如 ,且 的运动,如左图:

※机械振动:物体(质点、刚体、连续体)在平衡位置(稳定平衡:具有回复力、势能最小)附近作有规律的运动,如右图中②

※简谐振动:定义:位置与时间函数 为 的运动,其中 为振幅, 为角频率, 为初相。满足: , , 。求导: 。其中 为平衡位置处的速度,即最大速度。再求导: 。可见加速度始终和位移反向。也得出简谐振动的运动学方程可为: *。也可用: 表示

※弹簧振子模型:

①力的特征:

②加速度的特征: ,显然令 ,则 。得:

③能的特征:

※证明简谐振动的主要方法:

①合力形式为 的运动

②能量形式势能与动能之和为定值时,且为 形式,则振动角频率也得:

(其中 也可为角位移 。卡帕 ;谬 )

【典型例题】

例题1:将两根原长相同,劲度系数分别为 、 的弹簧,并联或串联时连接在一个质量为 的质点上,求质点简谐振动周期。

[解析]等效于一根弹簧

并联:

串联:


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