發(fā)布時間： 2016年05月31日

簡諧運動復習中要弄清五個基本問題

簡諧運動是最簡單、最基本，也是最特殊的機械振動。對簡諧運動的物理模型、物理概念、物理規(guī)律的理解很重要，在這個內(nèi)容的復習中要特別注意如下五個易模糊的基本問題。

　　一、弄清兩種模型——彈簧振子和單擺

　　1．彈簧振子是一種理想化模型，既然是理想化的，必須有一定的理想化條件加以限制，這正是必須提醒學生注意的，歸納起來有四點：（1）小球跟彈簧連接在一起，穿在一根桿上；（2）小球在桿上的滑動摩擦力可忽略不計，即視桿為光滑桿；（3）彈簧的質(zhì)量比小球的質(zhì)量小得多，可以忽略不計；（4）小球可視為質(zhì)點。滿足上述條件才能稱之為彈簧振子。根據(jù)桿的放置情況不同，彈簧振子?？嫉倪\動分水平方向的簡諧運動和豎直方向的簡諧運動。很多實際問題中沒有光滑桿，但也可抽象彈簧振子模型。

　　2．單擺：在細線的一端拴一個小球，另一端固定在懸點上，線的伸縮和質(zhì)量可忽略，線長遠大于球的直徑，這樣的裝置叫單擺。單擺是實際擺的理想化模型，理解概念時把握以下幾點：(1)小球密度較大，體積較小。(2)細線柔軟不可伸長，且線長遠大于小球直徑，線重可忽略不計，單擺在擺角小于5°時才做簡諧運動。

　　二、弄清物體做簡諧運動的定義

　　1．物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復力的作用下振動，叫做簡諧運動。

　　2．公式：回復力F＝－kx。式中“－”號表示回復力與位移的方向總是相反。

　　注意：對一般的簡諧運動，k不能理解為勁度系數(shù)，只能認為是一比例常數(shù)。不同的簡諧運動，k值不同，k是由振動系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)決定的物理量。

　　3．物體受回復力作用后的往復運動不一定是簡諧運動。

　　如圖1所示，一個質(zhì)量為m的小球在光滑的折面AOB上做往復運動（小球在O點無能損失）。試判斷小球的運動是否為簡諧運動。

　　分析小球以O點為平衡位置做往復運動，在斜面AO上受力如圖2所示。

　　小球所受支持力與重力的一個分力平衡；重力沿斜面的一個分力總是使小球返回平衡位置，幫它是小球做往復運動的回復力，其大小同理，小球在OB斜面上所受回復力大小也是。因為斜面傾角是個恒量。所以小球受到的回復力雖然與位移方向始終相反。但回復力的大小不與位移大小成正比。根據(jù)“物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的力作用下的振動才是簡諧運動”的規(guī)律，可判斷該物體的運動只是一般的振動，而不是簡諧運動。通過分析，可使學生進一步理解產(chǎn)生簡諧運動的條件，明確受回復力作用的物體做的往復運動不一定為簡諧運動。