在最大位移处,速度为零,加速度最大判断一个振动是否为简谐运动,依据就是看它是否满足上述受力特征或运动特征3振动能量:对于两种典型的简谐运动单摆和弹簧振子,其振动能量与振幅有关,振幅越大,能量越大简谐运动过程中动能和势能相互转化,机械能守恒(4)物体做简谐运动时,其位移、回复力、加速度、速度等矢量都随时间做周期性变化,它们的变化周期就是简谐运动的周期T物体的动能和势能也随时间周期性变化,其变
化周期为1T2
2(1)单摆:在一条不可伸长、忽略质量的细线下端拴一可视为质点的小球,上端固定,构成的装置叫单摆(2)单摆振动可看作简谐运动的条件:摆角α<10
(3)周期公式:T2πlg
其中摆长l指悬点到小球重心的距离,重力加速度为单摆所在处的测量值(4)单摆的等时性:在振幅很小的条件下,单摆的振动周期跟振幅无关(单摆的振动
(5)单摆的应用:A计时器(摆钟是靠调整摆长而改变周期,使摆钟与标准时间同步)
B测重力加速度:g
42lT2
31如图711所示为一弹簧振子做简谐运动的图象它反映了振子的位移随时间变化的规律,而其轨迹并非正弦曲线
图7112①振幅A、周期T以及各时刻振子的位置②各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向
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f③某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况④某段时间内振子的路程
1受迫振动:物体在周期性驱动力作用下的振动做受迫振动的物体,它的周期或频率等于驱动力的周期或频率,而与物体的固有周期或频率无关
2共振:做受迫振动的物体,它的固有频率与驱动力的频率越接近,其振幅就越大,当二者相等时,振幅达到最大,这就是共振现象
1弹簧振子的周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小,只要还是该振子,那么它的周期就还是T
2单摆的周期公式T=2πl是惠更斯从实验中总结出来的单摆的回复力是重力沿圆g
弧切线方向并且指向平衡位置的分力,偏角越大回复力越大,加速度gsi
α越大,由于摆球的轨迹是圆弧,所以除最高点外,摆球的回复力并不等于合外力在有些振动系统中l不一定是绳长,g也不一定为98ms2,因此出现了等效摆长和等效重力加速度的问题
1等效摆长:在图712中,三根等长的绳l1、l2、l3共同系住一密度均匀的r