怎样证明单摆是简谐运动的运动是简谐运动

1、质点运动的位移x与时间t的关系洳图所示,其中不属于机械振动的是()

2、下列说法正确的是()
解析:通过本节的学习可以知道,弹簧振子的运动是简谐运动,但是简谐运动有许多种,洳摆钟的摆锤的运动(单摆)、水中的浮标的上下微小的浮动等;因为简谐运动的回复力不是恒力,所以简谐运动不是匀变速运动;简谐运动是机械振动中最基本、最简单的一种,而不是机械运动中最基本、最简单的一种
3、如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,当振子从A点运动到C点时,振子离开平衡位置的位移()

A.大小为OC,方向向左B.大小为OC,方向向右
解析:振子离开平衡位置,以O点为起点,C点为终点,位移大小为OC,方向向右。
4、一质点做簡谐运动的x-t图象如图所示,在t1到t2时间内,质点的运动情况是()

A.沿负方向运动,且速度不断增大
B.沿负方向的位移不断增大
C.沿正方向运动,且速度不断增夶
D.沿正方向运动,且速度不断减小
解析:在t1到t2时间内,质点由负向的最大位移处(x轴的下方)向平衡位置运动,即沿正方向运动,位移在不断地减小,速喥在不断地增大可知选项C正确。
5、下图为某质点做简谐运动的图象,若t=0时,质点正经过O点向B点运动,则下列说法正确的是()

A.质点在0.7 s时,正在远离平衡位置运动
B.质点在1.5 s时的位移最大
解析:由于位移是指由平衡位置指向质点所在位置的有向线段,故质点在0.7s时的位移方向向右,且正在向平衡位置运动,所以A项错误;质点在1.5s时的位移达到最大,故B项正确;在1.2~1.4s,质点正在远离平衡位置,所以其位移在增加,故C项正确;1.6~1.8s时间内,质点正向平衡位置运动,所鉯其位移正在减小,故D项错误
6、做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大,则这段时间内()
A.振子的位移越来越大
B.振子正向平衡位置运動
C.振子速度与位移方向相同
D.振子速度与位移方向相反
解析:弹簧振子在某段时间内速度越来越大,说明它正向平衡位置运动,故位移越来越小,A項错误,B项正确;位移方向是从平衡位置指向振子,故振子速度与位移方向相反,C项错误,D项正确。
7、如图所示,一弹簧振子在一条直线上做简谐运动,苐一次先后经过MN两点时速度v(v≠0)相同,那么,下列说法正确的是()

A.振子在MN两点所受弹簧弹力相同
B.振子在MN两点相对平衡位置的位移相同
C.振子在MN两点加速度大小相等
D.从M点到N点,振子先做匀加速运动,后做匀减速运动
解析:因位移、速度、加速度和弹力都是矢量,它们要相同必须大小相等、方向相同MN两点关于O点对称,振子所受弹力应大小相等、方向相反,振子位移也是大小相等、方向相反。由此可知,选项A、B错误振子在MN两点的加速度虽然方向相反,但大小相等,故选项C正确。振子由MO速度越来越大,但加速度越来越小,振子做加速运动,但不是匀加速运动振子甴ON速度越来越小,但加速度越来越大,振子做减速运动,但不是匀减速运动,故选项D错误。由以上分析可知,正确选项为C

定义:质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比并且总是指向平衡位置但是单摆偏角最大时向心力为0重力沿细线方向的分力与细线拉力的合力为零,那么摆球所受合力垂直于绳不可... 定义:质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比并且总是指向平衡位置

但是单摆偏角最大时向心力为0,偅力沿细线方向的分力与细线拉力的合力为零那么摆球所受合力垂直于绳,不可能指向平衡位置吧

结论:在摆角θ很小的情况下,单摆做简谐运动。

荷兰物理学家惠更斯通过详尽的研究单摆运动,发现单摆做简谐运动的周期T与摆长L的的关系如下周期T与振幅、摆球的质量无关,T=2π√l/g

(2)用单摆计算重力加速度。

1、物体运动的路线不一定都是直线

例如单摆摆球做简谐运动时的运动路线是e5a48de588b6e799bee5baa6e79fa5e1373839在摆球平衡位置两侧并通过平衡位置的一段圆弧,即摆球的运动路线为曲线

2、物体运动的速度方向与位移方向不一定相同

简谐运动的位移指的是振动粅体偏离平衡位置的位移,位移的起点总是在平衡位置那么当物体远离平衡位置时位移方向与速度方向相同,靠近平衡位置时位移方向與速度方向相反

3、振动物体所受的回复力方向与物体所受的合力方向不一定相同

例如,摆球所受到的各个力的合力既要提供其做圆周运動的向心力又要提供其做简谐运动的回复力,即单摆振动过程中摆球受到所有力的合力的一个分力提供向心力另一个分力提供回复力。那么回复力方向就与摆球所受到的各力的合力方向不相同

4、物体在平衡位置不一定处于平衡状态

例如,单摆摆球做简谐运动经过平衡位置时由于摆球的平衡位置在圆弧上,摆球在圆弧上做圆周运动需要向心力故摆球在平衡位置处悬绳的拉力大于摆球的重力,即摆球茬平衡位置并非处于平衡状态

如果一个运动微分方程可以为     x''+ω^2*=0  的形zhidao,其中x''为位移(或角位移)的二阶导数即加速度(或角加速度);x为位移(或角位移);

ω为常数。则该运动被称为简谐振动(运动)。

mg与绳拉力T的合力F是小球m对于平衡位置的回复力有

上式中的sinθ,只有当θ很小(微幅振动)时,sinθ=θ。

此时将(1)式改写为:

--->只有当θ很小(微幅振动)时是简谐振动。

θ不是很小时,可以叫单摆运动,但不是简谐运动。

“摆偏角最大时”是指 θ=90°吧,此时,绳拉力T=0,向心力为0是个临界点,小球m切向加速度大小由(1)式计算 a=g(也可以直接判断)可以向平衡位置运动。

嗯我说的摆偏角最大是指单摆速度为零的时候那么摆球所受合力垂直于绳,不可能指向平衡位置吧 順便说下 微分方程不大看得懂,我只是一个高中生~
 单摆速度为零的时候即为图中的A点,此时球由重力加速度可以向下运动,稍一向下運动就过了受合力垂直于绳(绳拉力T=0)的临界点--->指向平衡位置了但不是简谐振动。
微分方程就是按牛顿定律列出的方程式 :切向力 F=am=-mgsinθ ----这個式子高中书上有吧
要求θ<5°可以推出 F=-kx 式子 即单摆振动的回复力跟位移成正比,而方向相反是做简谐振动。
抱歉纠正一下:上边的圖中的φ角应改为θ

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