同时回复力、加速度、动能和势能等可以确定,但速度可能有两个方向,由于周期性,运动时间也不能确定.
【迁移题组】迁移1弹簧振子模型1.如图,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由a、b两个小物块黏在一起组成的.物块在光滑水平面上左右振动,振幅为A0,周期为T0当物块向右通过平衡位置时,a、b之间的黏胶脱开;以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T,则A________A0填“”“”或“=”T________T0填“”“”或“=”
解析:当弹簧振子通过平衡位置时,a、b之间黏胶脱开,a、b由于惯性继续向右运动,弹簧伸长,对物块a有向左的拉力,物块a向右做减速运动,动能减少,物块b在光滑水平面上做匀速直线运动,动能不变,由能量守恒定律知只有物块a减少的动能转化为弹簧的弹性势能,所以弹簧的最大伸长量减小,故振幅减小.振动中振子的质量变小,振子的周期变小.
答案:迁移2单摆模型
2
如图所示,ACB为光滑弧形槽,弧形槽半径为R,C为弧形槽最低点,RAB甲球从弧形槽的球心处自
由下落,乙球从A点由静止释放,问:
1两球第1次到达C点所用的时间之比;2若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时将乙球从圆弧左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇,则甲球下落的高度h是多少?
解析:1甲球做自由落体运动
R=12gt21,所以t1=
2Rg
乙球沿圆弧做简谐运动由于ACR,可认为摆角θ5°.此运动与一个摆长为R的单摆运动模型相同,故此等效摆长为R,因此乙球第1次到达C处的时间为
ft2=14T=14×2πRg=π2Rg,
所以t1∶t2=2π2
2甲球从离弧形槽最低点h高处自由下落,到达C点的时间为t甲=
2hg
由于乙球运动的周期性,所以乙球到达C点的时间为
t乙=T4+
T2=π2Rg2
+1
=0,1,2,…由于甲、乙在C点相遇,故t甲=t乙联立解得h=(2
+81)2π2R
=0,1,2,….答案:12π22(2
+81)2π2R
=0,1,2,…
简谐运动的振动图象学生用书P256【知识提炼】
1.对简谐运动图象的认识1简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线,如图所示.
2图象反映的是位移随时间的变化规律,随时间的增加而延伸,图象不代表质点运动的轨迹.3任一时刻图象上过该点切线的斜率数值表示该时刻振子的速度大小.正负表示速度的方向,正时沿x正方向,负时沿x负方向.2.图象信息1由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期.2可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移.3r