【A+國際教育】ACT科學(xué)推理之物理高頻考點(diǎn) 簡諧振動(dòng)

 

ACT科學(xué)推理的模塊中，很多閱讀題都需要要物理化學(xué)生物的理科知識(shí)背景，如果沒有相關(guān)的學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)，很可能會(huì)導(dǎo)致無法看懂文章或者選不出正確的選項(xiàng)，今天我們來講解物理模塊中的一個(gè)高頻考點(diǎn)：簡諧振動(dòng)。
 

 

簡諧運(yùn)動(dòng)是最基本也是最簡單的一種機(jī)械振動(dòng)。當(dāng)某物體進(jìn)行簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體所受的力和位移成正比，并且力總是指向平衡位置。

如果用F表示物體受到的回復(fù)力，用x表示小球?qū)τ谄胶馕恢玫奈灰疲鶕?jù)胡克定律，F和x成正比，它們之間的關(guān)系可用下面的公式來表示：

                       F=-kx

公式中的k是回復(fù)力與位移成正比的比例系數(shù)，負(fù)號的意思是：回復(fù)力的方向總跟物體位移的方向相反。

根據(jù)牛頓第二定律，F=ma，當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，運(yùn)動(dòng)物體的加速度總跟物體所受合力的大小成正比，并且跟合力的方向相同。簡諧運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。

 

彈簧振子是一個(gè)不考慮摩擦阻力，不考慮彈簧的質(zhì)量，不考慮振子（金屬小球）的大小和形狀的理想化的物理模型，用來研究簡諧振動(dòng)的規(guī)律。

 

彈簧振子系統(tǒng)在平衡狀態(tài)下，彈簧沒有形變，振子（小球體）在平衡位置保持靜止。若把振子拉過平衡位置，到達(dá)最大幅度，再松開，彈簧則會(huì)將振子向平衡位置收回。接下來彈簧會(huì)運(yùn)動(dòng)到相反方向的另一個(gè)最大幅度點(diǎn)。整個(gè)過程中彈簧振子的動(dòng)能和彈性勢能不斷的在相互轉(zhuǎn)換。在沒有任何其他力影響的完美條件下，這個(gè)彈簧振子系統(tǒng)會(huì)在兩個(gè)最大幅度點(diǎn)間不停地做往返運(yùn)動(dòng)。彈簧振子的固有周期和固有頻率與彈簧勁度系數(shù)和振子質(zhì)量有關(guān)，與振幅大小無關(guān)。

                                                                                                               A+國際教育   歐玥