1简谐振动的定义
位移-时间图像(x-t图)为正弦式曲线
注意,上图中:
x-t 图不是振子的运动轨迹;
图中各点的斜率为振子速度。
水平弹簧振子的图像
回复力满足始终与位移大小成正比、方向相反,即F回=-Kx。
2匀速圆周运动的物体在任一直径上的投影都是简谐振动
绿球、蓝球分别是红球在两个直径上的影子
可通过看x-t函数关系和看回复力进行证明。
3小角度的单摆近似为简谐振动
判断依据:
看x-t图像
看回复力
摆线与竖直方向的夹角为θ(θ 很小时(θ≤10°),单摆的运动为简谐运动)时,单摆振动的回复力为
当θ 很小时,弧AO、弦AO、垂直段AB近似相等。
由此得,回复力的大小与偏离平衡位置的位移大小的关系为
而回复力的方向与位移的方向相反,所以
单摆周期:
图片中的现象叫作“蛇摆”,在这一系列的单摆中,长短不一的单摆排成一条线,让它们同时摆动起来,因为周期不同,就会产生周期性变化。关灯后效果更惊艳,amazing!