简谐运动的能量与波的能量

学习了中学物理“振动的能量”之后，关于简谐运动的能量学生都知道：做简谐振动的系统机械能守恒，振动质点位移最大时，势能最大，动能为零；振动质点过平衡位置时，动能最大，势能为零．简谐波中振动质点的能量的变化规律是否也这样呢?对这一问题，一些师生认识比较模糊．     

从一道习题的错解谈波动中的能量问题

不少的习题集或练习册中,都有这样一道练习题:“在如图1所示的一列横波的波形图象中,沿彼的传播方向A、B、C、D、E、F等质点,这些质点中势能最大的是__,动能最大的是__。”(所给的答案是:势能最大的质点是A、C、E,动能最大的质点是B、D、F)。学生解答此题时,得出的结论与此完全一致,其理由是:波在传播过程中,媒质中各质点都相对于平衡位置作简谐振动,因为作简谐振动的质点在最大位移处势能最大,动能最小,在平衡     

利用简谐运动的对称性解题

做简谐运动的物体,运动过程中各物理量关于平衡位置对称.具体表现为:1.空间对称性:物体经过关于平衡位置对称的两点时,位移大小、速度大小、回复力大小、加速度大小、动能、势能都分别相等.     

应用简谐运动对称性的解题策略

简谐运动的特点是具有往复性,相对平衡位置对称的两点,加速度、回复力、位移均为等值反向,速度可能相同也可能等值反向,动能、势能一定相同．在实际问题中利用这些特点分析问题,往往会收到事半功倍的效果．     

浅议物理教学中简谐振动的图像和能量

一、知识点回顾(一)简谐振动的图像1.物理意义:表示振动物体的位移随时间变化的规律.特别要注意的是,振动的图像不是质点的运动轨迹.2.应用:直观的读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x;判断回复力、加速度的方向;判定某段时间内的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.(二)简谐振动的能量振动过程是一个动能和势能不断转化的过程.在任意时刻的动能与势能之和等于物体振动时的总机械能.振动物体     

谈谈波动中的能量

有这样一道看来极其简单的题目: 在一列横波上一个处在平衡位置的质点的机械能就是: A.势能为零,动能最大;B.势能最大,动能为零; C.势能和动能均达最大;D.势能和动能均为零. 在教学过程中,我们发现,为数众多的学生均不加思索地选“A”,而有的老帅也会首肯这一答案,其实错了,正确答案应为“C”,用:在波的传播过程中,波动媒质中的质元动能和势能同时取得最大值,同时取得最     

简谐运动的特点巧利用(高一、高二、高三)

简谐运动有以下特点:在平衡位置处回复力等于零;正向最大位移处与负向最大位移处关于平衡位置对称;在最大位移处速度等于零,在平衡位置处速度最大;在位移大小相等处,速度、加速度、回复力、动能等物理量大小相等……这些特点可用来巧妙地解决一些问题.例1劲度系数为k的水平轻质弹簧,左端固定,右端系一质量为m的物体.物体可在有摩擦的     

简谐运动的图象和能量

一．知识点回顾(一)简谐运动的图象1．物理意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律．特别要注意的是,振动的图象不是质点的运动轨迹．2．应用：直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x；判断回复力、加速度的方向；判定某段时间内的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况．     

机械振动、机械波、热学专题训练

一、选择题1.某弹簧振子简谐运动图象如图1所示，则下列说法正确的是(). A.质点在105内走过的路程为乙tom，位移为零B.t一。75时·质点的位移为正，且正在向平衡位置运动C.t一1.25时，质点的速度方向与加速度方向都和、轴正方向相反D.在1.25到1.55时间内质点的动能在增大，弹簧的弹力对质点做正功2.公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车收到的电磁波频率比发出时的低.说明那辆轿车的车速(). A.大于功Okm/h B.小于1…     

简谐运动的对称性(高一、高三)

简谐运动具有周期性和对称性,同学们一般只注重周期性而忽略其对称性.其实振动的对称性也很重要. 简谐运动的对称性是指:物体通过关于平衡位置对称的两点时,有大小相同的回复力、速度、加速度、位移、动能和势能.对称性还表现有过程量相等,如从某点到达最大位置和从最大位置再     

探析绳连体模型的加速度关系——兼议机械能守恒定律习题中的一类错题

通过绳子连接的两个物体的模型在高中物理中比较常见,通过对绳子末端物体速度的分解,容易得到两个物体速度之间的关系．在机械能守恒定律的应用中有这样一类习题,要求解绳连体模型中物体运动的最大速度,不少学生甚至教师都认为取得最大速度的条件是两个物体的加速度同时为零．但是通过仔细分析,我们发现两个物体的加速度一般不会同时为零．     

横波中的质点在何处势能最大

在学完“机械波”之后的测试中 ,有这样一道题 :如图 1所示 ,是一列横波在某一时刻的波形图 ,波沿 x轴正向传播 ,其上有 A、B、C、D四个质点 ,问此时势能最大的质点是　　　 ,动能最大的质点是　　　　　　　　 .图 1此题所给的答案是 B、D,A、C,绝大多数学生的答案也是如此 .对此学生认为质点离开平衡位置的距离越大 ,势能越大 ,其依据是每个质点均在其平衡位置附近做往复运动 ,与简谐运动中的能量转换情况一致 .但笔者认为该题关于何处势能最大所给的答案是错误的 ,学生中普遍存在的关于何处势能最大的理解判断也是错误的 ,究其原因应…     

纵波特性浅析

本文从找平衡位置的质元(质点)入手,分析了波动质点的特点,在波形图中找出处于平衡位置的质点,得出了在波动图中处于平衡位置的质点速度最大(动能最大)的结论.     

"机械振动和机械波"单元检测题

一、选择题1.关于单摆,下列说法正确的是A.摆球运动的回复力是摆线的张力和重力的合力B.摆球运动过程中通过轨迹上的同一点,加速度是不变的C.摆球在运动过程中加速度的方向始终指向平衡位置2D..摆某球一经质过点平所衡受位的置时,加速度为零合外力与位移的关系如图1所示,由此可判定质点的运动是A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动3D..公简谐路运上动匀速行驶的货车受一扰动,车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动,周期为T。取竖直向上为正方向,以某时刻作为计时起点,即t=…     

波动中平衡位置质点能量的再讨论——与杨桂巧老师商榷

读了《中学物理教学参考》第６期杨桂巧老师的文章“纵波的直观分析法”后,笔者认为利用找平衡位置的方法分析出纵波密部中心处及疏部中心处的动能最大,不失为一种好方法．但文章中谈到：“在波形图中,处于平衡位置的质点动能最大,势能最小”却是错误的．正确的说法应...     

辨析波动质元的振动与孤立振子的振动

空间媒质质点的简谐振动状态在媒质中传播，便形成了简谐波，如图1所示．各质元均在自己的平衡位置附近不断振动着，振动过程中质元的位移、速度、动能和势能都发生着周期性变化，这种变化与孤立振子的振动情况何其相似!那么，在众多“相似”的表象背后，两者是否有所区别？为讨论方便和切合中学师生的理论及数学基础，本文以一维简谐振动和一维简谐波为例，从振动能量、受力和振动频率3个方面展开讨论．     

振幅不变,振动的能量就不变吗?

通过学习高中物理第一册 (必修 )课本关于振动的能量这一节内容 ,我们知道弹簧振子、单摆振动的能量E等于在任意时刻势能和动能的和 ,也等于在最大位移处的势能 Epm(选平衡位置处势能为零 )或在平衡位置处的动能 Ekm,这个能量与振幅 A有关 ,振幅越大 ,振动的能量也越大 .现在的问题是如果改变弹簧振子和单摆小球的质量 ,在振幅不变的情况下 ,振动的能量是否仍然不变 ?下面分别来讨论 .( 1)弹簧振子根据弹簧弹性势能的表达式 Ep=12 kx2 ,式中 k为弹簧的劲度系数 ,x为弹簧的形变量 .当振幅 A一定时 ,弹簧振子振动的能量 E=Epm=12 k A2 ,由…     

振动与波的周期性及多解问题例析

简谐运动是一种周期性运动，表现在：质点从任何位置开始，经过时间t=nT(n为正整数)，质点必回到出发点，它的位移、回复力、速度、加速度、动量、动能以及势能等物理量都恢复到原来的值；     

关于振动图像和波动图像的区别

机械振动和机械波是力学中很重要的部分，历年高考试题中曾多次出现。而学习这部分的难点之一就是学生容易将振动图像和波动图像混淆起来，常常出现一些错误。为此，本文采用对比法讨论如下。一、两种图像的物理意义不同振动图像反映了同一质点振动的位移随时间变化的规律。坐标的横轴表示时间，纵轴表示质点离开平衡位置的位移，如图１（１）。波动图像反映了一列波在某一时刻沿波方向上各质点离开平衡位置的位移曲线，是全体质点的“集体像”。坐标的横轴表示各质点离开波源的距离，纵轴表示同一时刻各质点离开平衡位置的位移，如图１（２…     

电场中的绳模型问题

绳（外轨道）模型是运动质点在一轻绳的作用下绕中心点做变速圆周运动．由于绳子只能提供拉力而不能提供支持力,质点在最高点所受的合力不为零,合力的最小值是物体的重力,所以存在临界问题,临界条件为质点在最高点的向心力全部由质点的重力来提供,因此,质点通过最高点有最小速度,叫临界速度．质点能通过最高点的条件是速度必须大于或等于临界速度．