例析简谐运动中对称性的应用

简谐振动是一种比较复杂的运动形式,做简谐振动的物体总是在一定范围内运动,它的运动是关于平衡位置对称的,在关于平衡位置对称的点上,位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的数值均相等,利用这些对称性规律,可方便地解决很多问题,下面就这些物理量对称性的应用做相关探讨.     

木板的运动是简谐运动吗

对木板放在两个快速反向转动圆柱体上的运动情况进行分析,用逻辑推理的方法证明,当木板可以在两个位置固定、轴心水平平行且快速转动的圆柱体上左右振动时,木板的振动是简谐运动;推导木板简谐运动的周期公式;阐述木板的简谐运动与弹簧振子简谐运动在系统能量转化方面的区别.     

巧用简谐运动的对称性

在光滑水平面上，用一根劲度系数为k的轻弹簧一端连接一个小球，另一端固定。如图1所示，小球在O点静止时，弹簧没有形变，对小球的弹力为O，O点为平衡位置，将小球拉开一段距离至A点后释放，小球将在O点附近来回运动。在运动过程中，在O点两侧与O点距离相等为x的位置，受弹力大小相等均为F=kx，，且都指向O点，其受力情况相对于平衡位置O点是对称的。因此，小球在运动过程中，     

简谐运动“对称”巧运用

简谐运动是回复力大小和相对于平衡位置的位移大小成正比，方向始终指向平衡位置(HP始终与位移方向相反)的变加速运动，它的特征式是F=-kx．简谐运动的图象是正弦或余弦曲线(如图1)，由图象可知，简谐运动的时间及位移大小相对于平衡位置(或最大位移处)具有对称性，因而回复力大小和加速度大小也相对于平衡位置(或最大位移处)具有对称性；     

简谐运动的十个“不一定”

简谐运动是最简单、最基本的机械振动，是物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动．简谐运动也是高中物理部分的重点知识之一．弄清简谐运动的规律对进一步学习机械波、交流电、电磁波等具有非常重要的意义．笔者针对怎样理解简谐运动的特点和规律提出以下十个“不一定”．     

简谐运动回复力分析仪

简谐运动是高中物理教学的一个难点,其中回复力和位移的变化规律是教学中必须把握的关键,如果能够设计出一种新型的演示器来形象展现出简谐运动的全过程,而且又便于分析物体在振动过程中的回复力变化的特点,那么,就有利于突破这个教学难点,于是我便设计了一台演示用分析仪,效果很好。现介绍于后,敬请同行不吝指教。     

利用电火花描绘简谐运动的图像

直观地显示简谐运动的图像有利于高中学生理解简谐运动的位移随时间变化的规律.新高中物理教材(试验修订本)中,是利用如图1所示的装置,在弹簧振子的小球下安装一支记录用的笔P,在木板上面放一条白纸带,当小球振动时,沿垂直于振动方向匀速拉动纸带,笔P就在纸带上画出一条振动曲线.这一新的实验解决了原来用砂漏摆实验所存在的     

“简谐运动图象”演示实验的改进

演示实验应突出课堂教学的直观效果 .高中物理新教材采用水平弹簧振子替代以前用砂摆来演示简谐运动的图象 ,但教学中仍发现存在一些不足 :一是描绘图线的笔和振子会受到纸和金属杆较大的摩擦阻力 ,不利于描绘图象 ;二是课堂演示时绝大多数学生既不能直接观察到图象的形成过程 ,又不易直接看到所得图象 .为此 ,笔者设计了一个较好的实验方案对原实验进行了改进 ,现介绍如下 :一、实验器材幼儿用磁性画写板 (带磁性笔 ) ,废旧铁锁 (或稍重金属块 ) ,轻软弹簧、支架等 .二、实验装置将弹簧、铁锁做成弹簧振子 (把磁性笔头粘附在铁锁上 )并固定…     

“简谐运动图象”演示仪的制作

演示实验最突出针对性、科学性、可操作性、简便性和可视性 .在高中阶段的课堂教学中 ,只有在作简谐运动的图象时应用实验直接绘制物理图象 ,于是这个演示实验便成为教学的重点 ,演示实验必须是直观简单 ,效果明显 .高中物理新教材采用水平弹簧振子替代以前用砂摆演示简谐运动的图象 ,但实验室拥有的简谐运动图象演示仪 ,存在许多的不足 :(1)描绘图线的笔与板不稳定 ,明显不是匀速运动 .(2 )实验装置结构复杂 ,在课堂教学中学生很难了解其工作原理 ,且每次的实验结果不同 .为此 ,笔者制作一个用磁铁替代毛笔 ,可操作性强 ,能直观演示弹簧振…     

巧用单摆简谐运动图像仪测滑动摩擦力

现行高中物理教材必修本上册第18页中测滑动摩擦力的实验如图1所示,需调整吊盘上重物的质量,使得只要沿着拉力的方向轻轻推一木块,木块就能在桌面上做匀速直线运动,此时绳子对木块的拉力就等于木块与桌面问的滑动摩擦力,要做到这点不容易.     

简谐运动的对称性及应用

一、简谐运动的对称性指的是：对于平衡位置O对称的两点的物理量具有相同大小的值(包括在振幅位置)如下图所示，A、A′为振幅是以位置O为平衡位置，周期为T(下同)．根据对称性可得下述结论。     

示波器显示LC阻尼振荡

如图 1所示为高中《物理》(试验修订本·必修加选修 )第二册第 2 11面演示 LC振荡电图 1路产生振荡电流的实验电路图 .用指针式直流电流表显示L C振荡电路产生的阻尼振荡 ,要求振荡电路的周期必须选择适当 ,并且使电流表工作在临界阻尼或略过阻尼状态 ,否则 ,就会出现假现象 .在不计电容器的介质损耗时 ,L C振荡电路产生振荡的条件为 :RL+ Rg<2 L /C,理论和实践证明 ,若电感线圈、电容器和电流表选择不当 ,L C电路就不能产生振荡 .所以 ,该实验对器材的选用要求较高 ,物理实验用于演示 L C振荡的 J2 43 4型电磁振荡演示器 ,所用的线…     

简谐运动的能量

要想做好中学物理教学工作，开发学生智力，活跃学生的思维，提高教学效果，作为一名物理教育工作者，就必须有过硬的物理知识基础。在全日制普通高级中学《物理》试验修订本，第一册，第九章，第六节中讲到：“振动系统的机械能与振幅有关，振幅越大，机械能就越大”。那么能量与振幅有什么关系呢?作为一名中学物理教师必须弄清这个关系。下面是我对该问题进行的初步探讨。     

原理直观的机械示波器

我们对音调的感觉，客观上决定于声源的振动频率．频率越大，音调越高；频率越小，音调越低．在高中物理教学中，一般是通过话筒用示波器来描绘不同频率的音又、琴弦的振动图象．由于示波器的结构复杂，操作较繁，因而在教学中介绍示波器原理时一般只是借助挂图讲解．学生往往感到抽象，难以将各按钮的调整与所对应的物理量的变化引起的电子束的偏转对应起来．因而不管是示波器原理的教学，还是使用示波器的实验以及用它来显示声音的振动图象，其实际效果是不理想的．     

巧用示波器“看”声音

高中《物理》第二册(必修加选修)第263面的学生实验是“练习使用示波器”，这是旧版教材中所没有的．为了让学生了解示波器的作用或用途，课文指出“利用示波器能够直接观察电信号随时间变化的情况．振动、温度、光等的变化可以通过各种传感器转化成电压的变化，然后用示波器来研究．”在教学过程中多数老师均一带而过，并没有给学生留下深刻的印象，学生对示波器用途的了解仅停留在文字意义上．这样不能立即     

初探简谐运动的判定方法

对于做简谐运动的物体，其受力、系统的势能、振动位移随时间的变化关系等都具有一定的特点，因此，根据这些特点可以判定物体是否做简谐运动．     

怎样求简谐运动的周期

简谐运动一定满足∑F=-kx，其周期是由振动系统本身的物理条件来决定的，其关系式为T=（m/k）^（1/2π）为的振动物体的质量．因此，要求周期关系必先得到常数k，下面我们通过儿个例子来说说简谐运动的周期的求法。     

树荫下的光斑是“像”吗

题 晴天正午,小明与同学从树荫下走过时,发现地面上有许多大小、形状不同的光斑,如图1所示．光斑形状与什么因素有关呢？光斑又是如何形成的呢？对此他们马上进行了探究．他们猜想光斑形状：