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；     

巧用模型解赛题(二) 受恒力作用的弹簧振子

一、竖直弹簧振子如图1所示,弹簧振子竖直放置,轻弹簧的劲度系数为k,小球质量为m,当小球处于平衡状态时,所受弹力跟重力大小相等,即k·x₀=mg.若使振子离开平衡位置沿竖直方向发生位移x,则振子所受回复力即指向平衡位置的合力大小为F=k（x+x₀）-mg=kx.     

单摆受到的回复力、向心力及合力的区别

单摆在摆角θ(θ≤10°)很小时的振动是简谐振动:单摆的运动是一种较复杂的机械运动———变加速运动.单摆在运动过程中所受的回复力、向心力及合力有本质上的区别,不能混为一谈.一、单摆在最大位移处所受的回复力、向心力及合力的区别如图1所示,当单摆运动到最大位移处A点时,它受到的回复力F=mgsinθ,方向与切线重合,回复力的作用是使单摆回到平衡位置.因为单摆在最大位移处A点的速度vA=0,所以,它受到的向心力F向=T-mgcosθ=mvL2A=0又因为切线方向的合力Ft=F回=mgsinθ法线方向的合力Fn=F向=0所以单摆运动到最大位移处A点时受到的合…     

谈谈合力与分力及其关系

我们已经学习了合力与分力这两个概念．课本中．关于两个分力问题已作了明确阐述．当具有几个分力时．则可以表述为：在物理学中．如果一个力F的作用效果与，；个力F；、F。、……F。的作用效果相同，就把这一个力FDg做这，；个力FI、F。、……F。的合力；而把n个力几、F。、……F。叫做这一个力F的分力．为了帮助大家对这两个概念的进一步理解，本文将进行以下几点说明．第一．合力与分力是按照力的实际作用效果来命名的．如果离开了力的作用效果来谈分力与合力是没有意义的．那么，力的作用效果又是什么呢？从对实际问题考察来看．…     

几个必回答的振动和波问题

一、回复力一定是物体受到的外力的合力吗? 不一定.回复力是质点做简谐运动的动力,是质点一旦离开平衡位置就受到的使物体回到平衡位置的力.回复力是根据力的效果来命名的,它可以是质点受到外力的合力或其中的某一个力,也可以是某一个力的分力.如水     

试论单摆模型的几则问题

就单摆摆球的线速度、加速度、摆球所受的合力以及摆线对摆球的拉力等问题分别在极端位置、平衡位置、极端位置和平衡位置之间几种情况进行了探讨和论析     

对单摆“平衡位置”的释疑

笔者阅读了刊登在贵刊 2 0 0 2年第 4期的“对单摆平衡位置的质疑”一文后 ,认为要消除学生的这些质疑 ,关键是要对简谐运动平衡位置的概念有一个正确的认识 .现行的人教版高中物理教材中没有对简谐运动“平衡位置”的明确定义 ,但在教材第 59面指出弹簧振子运动时 ,平衡位置处受到的弹力为零 .由此可引导学生得出做简谐运动的质点的平衡位置就是回复力等于零的位置 ,并补充说明 :平衡位置的合力不一定等于零 ,有的等于零 ,如弹簧振子 ,有的不等于零 ,如单摆 ,平衡位置与平衡状态不是同一个概念 ,为今后讲单摆的“平衡位置”埋下伏笔 .讲完…     

“离心”或“近心”后的可能运动

当指向圆心的合力等于做圆周运动所需要的向心力，即满足F＝mv^2／r时，物体做圆周运动；当F〈mv^2／r时，物体做离心运动；当F〉mv^2／r时，物体做近心运动。那么，物体“离心”或“近心”后可能做哪些运动呢？     

用三角形法则求解三力平衡问题

三角形法则是矢量运算中平行四边形定则的简化。如图1，用平行四边形定则求F1和F2的合力，则以F1和F2为邻边作平行四边形OABC，对角线0lB即是合力∑F。我们会发现AB平行且相等于OC（F2），也就是说当我们把F2按原来方向平移与F1首尾相接后，作由F1的箭尾到F2的箭头的有向线段（如图2）就是图1中的对角线OB表示F1和F2的合力∑F，这就是力的三角形法则。根据矢量三角形法则可以得出：物体受同一平面内三个互不平行的力作用处于平衡状态时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形。三角形三边的长度对应三个力的大小，夹角确定各力的方向；反之，若三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，也就是物体处于平衡状态。本文仅例举几种常见平衡情形，介绍并说明用三角形法则求解三力平衡问题的优势。     

单摆球在横向有心力作用下的稳定条件分析——兼谈2021年上海市高考选择性考试物理卷第17题成立的条件

运用能量最低原理分析了单摆球在横向有心力作用下的稳定平衡条件,发现单摆球在有心引力作用下偏离平衡位置时,只有在单摆球与引力源的距离大于单摆球偏离竖直线的距离的2倍的条件下,单摆球在合力为0处属于稳定平衡,否则无法保持平衡;单摆球在有心斥力作用下偏离平衡位置时,单摆球在合力为0处属于稳定平衡.     

竖直弹簧振子模型的应用

如图1所示,弹簧振子竖直放置,轻质弹簧劲度系数为k,振子(小球)质量为m,当处于平衡状态时,弹力与重力大小相等,即kx0=mg.若使振子离开平衡位置沿竖直方向发生位移x,则回复力即指向平衡位置的合力为:     

关于单摆振动平衡位置及振动周期的讨论

一般而论 :当单摆在混合场中相对于地做加速运动的系统 (非惯性系 )中振动时 ,其振动平衡位置在悬点与“总合力”G′的连线上 ,而振动周期由“总合力”产生的加速度g′及摆长决定。其中“总合力”指所有场力 (真实力 )与惯性力(非真实力 )的合力 ,讨论如下 :1 若单摆仅在重力场中的静止或匀速直线运动系统振动时 ,如图 1,设摆长为L ,振动位移 (由平衡位置算起 )X ,其振动回复力来源于重力G沿轨迹切向的分力 ,当摆角很小 (θ<5°)时 ,有 :F =- mgLx -kx ①式中 :k =mg L ②此时 ,单摆的振动可看作简谐振动 ,振动平衡位置在悬点竖直下方。…     

在不同"力场"中单摆周期公式g的取值

单摆的周期公式T=2π√L/g中的g许多情况下我们可以用等效重力加速度g'来代替,但是在不同"力场"中g'的取值是不同的,那么如何求g'呢?g'应为单摆在摆动平面内处于平衡位置时,摆球所受到的能提供其回复力的所有力场中力的合力与其质量的比值,即:g'=F合/m.     

位于平衡位置不一定处于平衡状态

《物理教学探讨》中教版 2 0 0 2年第 3期 ,刊有《对单摆平衡位置的一点看法》一文 (以下简称原文章 ) ,针对教材中单摆的“平衡位置”这一提法 ,原文章认为会导致学生以为“单摆小球运动到平衡位置时 ,摆球处于平衡状态” ,从而引起学生对力的平衡认识上的模糊 ,本人不敢苟同 ,特提出观点‘位于平衡位置的摆球不一定处于平衡状态” ,亦即“平衡位置与平衡状态不是同一概念 ,不应混淆” ,以与同行们探讨。首先 ,看教材对单摆的描述 :“摆球静止在O点时 ,悬线竖直下垂 ,摆球所受重力G和悬线的拉力F′彼此平衡 ,O点是单摆的平衡位置 ,拉开摆…     

《力和运动》专题复习

物体怎样运动(包括运动性质和运动轨迹),取决于它所受的合力和初始条件。牛顿运动定律提示了力和运动的关系。关系如下:F=0静止或匀速直线运动恒力(1)F与v0在同一直线上匀变速直线运动(2)F与v0成某一角度匀变速曲线运动变力(1)F的方向始终与v在一直线上变变速直线运动(2)F的大小不变,方向总与速度垂直匀速圆周运动(3)F的大小与相对于平衡位置的位移成正比,方向与位移相反简谐运动力是物体运动状态改变的原因,反过来物体运动状态的改变反映出物体的受力情况。从物体的受力情况去推断物体运动情况;或从物体运动情况探求物体的受力特征是动…     

不容忽视的一字之差

机械振动是一种比较复杂的运动，其中涉及的概念也多，而这些概念的物理含义学生们早已比较清楚．但其中的位移概念却让人感到别扭，因为它与以前定义的位移概念明显有冲突，所以，教师每讲到这一章时都要再三强调：①机械振动中的位移特指振子对平衡位置的位移，即默认以平衡位置为振子的初始位置（不管振子是否从平衡位置起振）；②由于振子的初始位置被认定在平衡位置，所以振子的位移也可以说是某一时刻的位移．     

牛顿第二定律与质点力平衡

牛顿第二定律F=ma是经典力学的基础定律，它给出了物体运动状态的变化与外力的定量关系．这篇文章重点分析对于一个加速度不为零的质点如何利用力平衡使问题简化，并得出结论——沿加速度平行方向合力投影与加速度满足牛顿第二定律；沿垂直于加速度方向合力投影是平衡力．     

“振动和波”单元检测题

一、选择题 1．单摆做简谐振动，当摆球连续两次经过平衡位置时，摆球的A、加速度相同，速度相同；B、加速度相同，动能相同；C、动能相同，动量相同；D、动量相同，速度相同。     

2009年全国高考物理易错试题精编精析

一、力学选择题 1．（海南物理卷-1）两个大小分别为F1和如（F2〈F1）的力作用在同一质点上，它们的合力的大小F满足（ ）     

桌子与地面间的摩擦不能忽略

《九年义务教育初中物理第一册》（人教版）第126页练习第一题：甲、乙两同学推一张桌子，甲用30N的力向右推，乙用50N的力向左推，两力沿同一直线，桌子受到的合力是多大？方向如何？《教师教学用书》上给出的答案是：合力F=F乙-F甲-50N-30N=20N，F的方向与F乙的方向相同，向左。