高二物理机械振动的大招有:
利用余弦定理求距离。可以用弹簧振子的周期公式和余弦定理来解题。
利用简谐振动等效替代。可以根据简谐振动的特点来解题。
利用动能定理和能量守恒。除了胡克定律,动能定理和能量守恒也是解题的关键。
利用五点表格法做题。通过观察五点表格,可以得出运动学和动力学之间的联系。
利用弹簧振子的对称性。对于弹簧振子这种典型的机械振动模型,可以利用对称性简化题目。
以上就是高二物理机械振动的一些大招,但要记住,这些方法并非万能的,有些题目可能需要结合其他的知识和方法来解题。在学习这些方法的同时,加强物理基础知识的理解和应用也是很重要的。
题目:一弹簧振子在水平面上做简谐运动,周期为T。若振幅为A,求:
(1)振子在平衡位置到最大位移处的过程中,弹性势能的变化量是多少?
(2)振子在t时刻的动能和势能各是多少?
(3)若振子在t时刻开始受到一恒力作用,大小与振子的运动状态无关,但恒力方向始终与振子的运动方向相反,则振子的振动周期是否发生变化?
解答:
(1)在平衡位置到最大位移处的过程中,弹簧的弹性势能增加量等于振子动能的减少量。根据简谐运动的周期性,振子的动能变化量为零,因此弹性势能的变化量为零。
(2)振子在t时刻的动能和势能分别为:
E_{k} = \frac{1}{2}kA^{2} (动能)
E_{p} = - kA(x - A) (势能)
其中k为弹簧的劲度系数,x为振子的位移。
(3)由于恒力与振子的运动方向相反,因此恒力的作用将使振子的运动减速。由于恒力的大小与运动状态无关,所以振子的加速度大小和方向均保持不变。根据简谐运动的周期性,振子的振动周期只与弹簧的劲度系数和振幅有关,因此振动周期不会发生变化。