竖直弹簧振动模型是简谐振动

2013年06月19日，分类：高中物理研究；标签归档: 高中物理学习

如果小球在竖直弹簧上放置，在不脱离弹簧的情况下，其振动模型为标准的简谐振动。

很多学生可能遗忘了简谐振动的基本概念，在这里笔者强调一下。

当某物体进行简谐运动时，物体所受的力跟位移成正比，并且力总是指向平衡位置。

简谐振动的公式表述：F=-kx；其中F是回复力（合外力），x是质点的位移，负号表示两者（F与x）方向始终相反。

满足F=-kx的运动模式才能称之为简谐振动，我们下面来分析竖直方向放置的弹簧的振动模式。物理学习

当振子不振动时的静止位置为振动的平衡位置，此时弹力等于重力，即kd=mg；其中d为弹簧的伸长量。

将振子向下拉A，放开后振子开始振动，振幅为A。（注：小球不与弹簧脱离。）

振动到平衡位置下方，位移向下，向下为正，有F(回）＝－k(d+x)＋mg=－kx；

振动到平衡位置上方，位移向上，向上为正，则有F（回）=k(d-x)-mg=-kx；综上所述，在运动过程中，总满足公式F（回）=-kx的要求。

因此，竖直放置的弹簧振动模型是简谐运动。

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