高三物理简谐运动复习的内容主要包括:
1. 简谐运动的基本概念,如简谐运动的定义、振动图象、相位、频率等。
2. 理解单摆的周期公式,并知道影响单摆周期的因素。
3. 掌握简谐运动的表达式,包括表达式中的各符号所代表的物理量以及如何通过表达式判断振动情况。
4. 了解简谐运动的能量,知道简谐运动中的能量转化以及如何通过计算判断系统的能量。
5. 知道简谐运动的对称性,如位移、回复力、加速度、速度等关于时间对称,以及这些对称性在解题中的应用。
6. 掌握求解简谐运动中的一些典型问题,如多过程问题、分段法求解时间问题、弹簧振子的碰撞问题等。
7. 结合具体实例理解受迫振动和共振,了解受迫振动在日常生活和工程中的应用。
8. 了解简谐运动的实际应用,如弹簧振子在通信、医疗、交通等领域的应用。
复习时可以参考这些内容,结合自己的学习情况,有针对性地进行复习。
题目:一个质量为 m 的小球在光滑的水平桌面上,受到一个大小为 F 的水平恒力作用,从桌边抛出,初速度方向为 Vx,与水平方向夹角为 θ。小球在运动过程中受到一个大小为 F 的、方向相反的水平恒力作用。求小球的运动轨迹和速度大小的变化。
分析:
1. 小球受到重力、弹力和恒力 F 的作用。由于弹力方向与初速度方向垂直,所以小球做的是简谐运动。
2. 小球的运动轨迹是简谐运动,其运动方程为 x = Acos(ωt + φ),其中 A 是振幅,ω 是角频率,φ 是初相位。
3. 由于恒力 F 大小不变,所以振幅 A 和角频率 ω 都不变。
解答:
1. 小球的运动方程为:
x = Acos(ωt + φ)
其中 A = mv0 / F,v0 是小球抛出时的速度大小。
2. 小球受到的重力 mg 和恒力 F 的合力为 F',其大小为 F' = F - mg。
3. 根据牛顿第二定律,有 F' = ma,其中 a 是小球的加速度。
4. 当小球受到恒力 F 时,其运动方向与恒力 F 方向相同,所以小球做的是加速运动。
5. 当小球运动到最高点时,其速度大小为 v = v0 - gt,其中 g 是重力加速度。
6. 当小球运动到最低点时,其速度大小为 v = v0 + gt + Aωsin(ωt + φ),其中 Aωsin(ωt + φ)是最高点到最低点的位移。
结论:小球的运动轨迹是简谐运动,其运动方程为 x = Acos(ωt + φ)。由于恒力 F 大小不变,所以振幅 A 和角频率 ω 都不变。小球做的是加速运动,其速度大小随时间变化。当小球运动到最高点时,速度大小减小;当小球运动到最低点时,速度大小增加。
希望这个例题能够帮助您复习简谐运动的相关知识。