高二物理競賽：簡諧振動(dòng)的能量課件

1線性回復(fù)力是保守力，作簡諧運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)機(jī)械能守恒以彈簧振子為例2動(dòng)能和勢能在一個(gè)周期內(nèi)的平均值相等，且均等于總能量的一半.動(dòng)能和勢能在一個(gè)周期內(nèi)的平均值3簡諧振動(dòng)能量圖4T2T43T能量4解

(1)子彈射入木塊過程中，水平方向動(dòng)量守恒.設(shè)子彈陷入木塊后兩者的共同速度為

，則有例5.4如圖所示，光滑水平面上的彈簧振子由質(zhì)量為M的木塊和勁度系數(shù)為k的輕彈簧構(gòu)成.現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m，速度為

的子彈射入靜止的木塊后陷入其中，此時(shí)彈簧處于自由狀態(tài).(1)試寫出該諧振子的振動(dòng)方程；(2)求出

處系統(tǒng)的動(dòng)能和勢能.5初始條件為，子彈射入木塊后諧振系統(tǒng)的圓頻率為設(shè)諧振系統(tǒng)的振動(dòng)方程為，將初始條件代入得6諧振子的振動(dòng)方程為(2)x＝A/2時(shí)諧振系統(tǒng)的勢能和動(dòng)能分別為7一阻尼振動(dòng)振幅隨時(shí)間不斷衰減的振動(dòng)叫做阻尼振動(dòng).討論諧振子系統(tǒng)受到弱介質(zhì)阻力而衰減的情況：以彈簧振子為例

8當(dāng)時(shí)，稱為弱阻尼

阻尼振動(dòng)的準(zhǔn)周期，A0和

依然是由初始條件確定的兩個(gè)積分常數(shù).9過阻尼：若介質(zhì)的阻尼很大，物體從開始的最大位移處緩慢地逼近平衡位置，其后靜止不動(dòng).臨界阻尼：物體不能作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的臨界情況.欠阻尼:物體在介質(zhì)中振動(dòng)，若介質(zhì)的阻尼不大（如水中），可近似看成振幅逐漸減小的簡諧運(yùn)動(dòng).10

b）過阻尼

a）欠阻尼

c）臨界阻尼三種阻尼振動(dòng)位移時(shí)間曲線11二受迫振動(dòng)系統(tǒng)在周期性外力作用下所進(jìn)行的振動(dòng)叫受迫振動(dòng).這個(gè)周期性外力叫做策動(dòng)力.穩(wěn)定受迫振動(dòng)的振幅與系統(tǒng)的初始條件無關(guān)，而是與系統(tǒng)固有頻率、阻尼系數(shù)及策動(dòng)力頻率和幅值均有關(guān)的函數(shù).12共振頻率共振頻率大阻尼小阻尼阻尼三共振振子在做受迫振動(dòng)時(shí)，當(dāng)周期性外力的頻率與振子的固有頻率接近時(shí)，振子振幅顯著增加,在某一頻率時(shí),振幅達(dá)到最大,這一現(xiàn)象稱為共振.達(dá)到共振時(shí)的頻率叫共振頻率.當(dāng)阻尼趨于零時(shí)，共振頻率等于系統(tǒng)的固有頻率.131