【A+國際教育】ACT科學(xué)推理之物理高頻考點 簡諧振動

 

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

簡諧運動是最基本也是最簡單的一種機械振動。當(dāng)某物體進行簡諧運動時，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，運動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。簡諧運動系統(tǒng)的機械能守恒。

 

彈簧振子是一個不考慮摩擦阻力，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，到達最大幅度，再松開，彈簧則會將振子向平衡位置收回。接下來彈簧會運動到相反方向的另一個最大幅度點。整個過程中彈簧振子的動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，這個彈簧振子系統(tǒng)會在兩個最大幅度點間不停地做往返運動。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