Lab Dancer 小舞灵圆周振荡摇床和小舞灵圆周振荡摇床价格
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Lab Dancer 小舞
灵圆周振荡摇床 标题：Lab Dancer 小舞灵圆周振荡摇床
仪器特点： 经济小巧、点动功能的试管振荡器。紧
凑小巧的设计，使其成为实验室必不可少的工具之
一。 - 振荡容器最大直径为 30 mm ，可用于振荡试
管、离心管、Eppendorf 管 - 混合效果显著 - 外壳
及试管底座为塑料制成，耐化学腐蚀 - 带涂层锌合
金底座，放置稳固 - 随机配置 12 V 低压电源转换
器 技术参数 振荡方式 圆周振荡 周转直径 4.5 mm 振荡量 (1 个试管) max. 50 ml 马达输入功率 1.2 W
马达输出功率 0.8 W 振荡转速 (固定) 2,800 rpm 其
他参数 外壳材质 PP 试管座材质 TPU 底座 锌合金
并有涂层 外形尺寸 (Ø x H) 100 x 70 mm 重
量 0.55 kg 允许环境温度 5 – 4...
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HS260 控制型往
复振荡摇床 标题：HS260 控制型往复振荡摇床
仪器特点： 设计紧凑的扁平摇床，往复运动，工作
平稳，最大承载可达 7.5 kg 。 - 电子调速和定时 -
LED 显示转速和时间调整 - 可配置不同类型的夹具
从而可用于不同形状和大小的容器的振荡 - 标准配
置不含夹具，如有需要，请需单独订购 HS 260 控制
型其他特征： - 数字显示转速、定时以及操作模式 - 电子定时功能：0 - 9 小时 59 分钟或连续工作模式 (∞) - 内置式终点定位 (用于样品自动控制) - 所有功能均可通过实验室软件
labworldsoft® 进行编辑和控制 技术参数 振
荡方式 往复振荡 振动幅度 20 mm 最大承重 (含夹
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工作制式 100 % 无级调速范围 HS 260 基本型 2...
厂家：上海政泓 市场价格： 优惠价格：百度搜索联系 HS260 基本型往标题：HS260 基本型往复振荡摇床
仪器特点： 设计紧凑的扁平摇床，往复运动，工作平稳，最大承载可达 7.5 kg 。 - 电子调速和定时 - LED 显示转速和时间调整 - 可配置不同类型的夹具厂家：上海政泓 市场价格： 优惠价格：百度
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简谐运动问题解题导引
阜阳市红旗中学 时其新 摘要：简谐运动问题是全国中学生物理竞赛考查的重点内容，本文对这类问题 的常见类型以及解决问题的思路作了比较详尽的阐述，希望对参加竞赛的同学有所裨益。 关键词：简谐运动 解题导引 简谐运动问题是历届全国中学生物理竞赛考查的重点内容之一。这类问题大体上可以分为三类：（1）判断物体的运动是否是简谐运动，并求其振动周期；（2）确定物体做简谐运动的振动方程；（3）确定物体在简谐运动过程中的时间、位移、速度、能量等。本文旨在就这几类问题求解的基本思路作些指导，希望对准备参赛的同学有所帮助。 1. 判断物体的运动是否是简谐运动，并求其振动周期 1.1 判断物体的运动是否是简谐运动的基本方法 简谐运动的基本判据： （1） 动力学判据：判断物体所受回复力是否满足 F= －kx 其中k ——回复力系数 （2） 运动学判据：判断物体运动的加速度是否满足 a= －ω2x 其中ω——简谐运动的圆频率 无论采用那种方法判断，其基本步骤都是：首先确定振动物体的平衡位置，然后令物体偏离平衡位置一段位移x ，再求物体所受的回复力或物体具有的加速度。进而，可确定回复 力系数k 或圆频率ω，从而由T=2πm k 或ω=T π2求出振动周期。 例1．如图1所示，一个质量为m 2的光滑滑轮由劲度系数为k 的轻弹簧吊 在天花板上，一根轻绳一端悬挂一个质量为m 1的重物，另一端竖直固定在地板上。试证明重物沿竖直方向的振动是简谐运动，并求其振动周期。 解析：设：系统平衡时弹簧的伸长量是x 0。则有 kx 0=2m 1g+m 2g （1） 当重物m 1向下偏离平衡位置x 时，滑轮m 2向下偏离平衡位置（x 0+ 2 x ），假设此时绳上的拉力是F ，m 1的加速度为a 1，m 2的加速度为a 2，则由牛顿第二定律得 对m 1： F －m 1g=m 1a 1 （2） 对m 2： k （x 0+ 2 x ）－2F －m 2g=m 2a 2 （3） 由位移关系有： a 1=2a 2 （4） 由以上各式可得 F=m 1g+ 2 11 4m m m +kx （5） m 1 m 2 k 图—1
简谐运动的对称性
简谐运动的对称性 在高中物理模型中，有很多运动模型有对称性，如（类）竖直上抛运动的对称性，简谐运动中的对称性，电路中的对称性，带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动中几何关系的对称性. 简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的（位移、回复力、加速度的方向相反，速度动量的方向不确定）。运动时间也具有对称性，即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。(从某点到达最大位置和从最大位置再回到这一点所需要的时间相等、从某点向平衡位置运动的时间和它从平衡位置运动到这一点的对称点所用的时间相等).理解好对称性这一点对解决有关问题很有帮助。 下面我们分别从五个方面说明对称性在简谐运动中的应用: 一、运动时间的对称性 例1.如下图所示，一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O开始计时，经过3s质点第一次过M点；再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点所需要的时间是（） A. 8s B. 4s C. 14s D. s 3 10 【解析】设图中a、b两点为质点运动过程中的最大位移处，若开始计时时刻质点从O点向右运动， O→M运动过程历时3s，M→b→M过程历时2s，由运动时间的对称性知： s 16 T,s4 4 T = = 质点第三次经 过M点所需时间：△s 14 s2 s 16 s2 T t= - = - =，故C正确；若开始计时时刻质点从O点向左运动，O →a→O→M，运动过程历时3s，M→b→M过程历时2s，有： s 3 16 T,s4 4 T 2 T = = + ，质点第三次经过M 点所需时间： △ s 3 10 s2 s 3 16 s2 T t= - = - = ，故D正确，应选CD。 二、速度的对称性 例2.做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，运动过程中的最大速率为v，从某一时刻算起，在半个周 期内（） A. 弹力做的功一定为零 B. 弹力做的功可能是0到 2 mv 2 1 之间的某一值 C. 弹力的冲量一定为零 D. 弹力的冲量可能是0到2mv之间的某一值 【解析】由速度的对称性知，无论从什么时刻开始计时，振子半个周期后的速度与原来的速度大小 相等，方向相反。由动能定理知，半个周期内弹力做的功为零，A正确；半个周期内振子速度变化量的 最大值为2mv。由动量定理知，弹力的冲量为0到2mv之间的某一值，故D正确，应选AD。 三、位移的对称性 例3.一弹簧振子做简谐动动，周期为T，则下列说法中正确的是（）
简谐运动典型例题
一、振动图像 1.一质点做简谐运动时，其振动图象如图。由图可知，在t 1和t 2 时刻，质点运动的（ ） A ．位移相同 B ．回复力相同 C ．速度相同 D ．加速度相同 2．质点在水平方向上做简谐运动。如图，是质点在内的振动图象，下列正确的是（ ） A ．再过1s ，该质点的位移为正的最大值 B ．再过2s ，该质点的瞬时速度为零 C ．再过3s ，该质点的加速度方向竖直向上 D ．再过4s ，该质点加速度最大 3．某振子做简谐运动的表达式为x ＝2sin(2πt ＋π 6 )cm 则该振子振动的振幅和周期为 ( ) A ．2cm 1s B ．2cm 2πs C ．1cm π 6 s D ．以上全错 4、如图示简谐振动图像，从t=开始再经过四分之一周期振动质点通过路程为（ ） A 、等于2 cm B 、小于2 cm C 、大于2 cm D 、条件不足，无法确定 4题 5题 6题 5、沿竖直方向上下振动的简谐运动的质点P 在0—4s 时间内的振动图像，正确的是（向上为正）（ ） A 、质点在t=1s 时刻速度方向向上 B 、质点在t=2s 时刻速度为零 C 、质点在t=3s 时刻加速度方向向下 D 、质点在t=4s 时刻回复力为零 1 2 3 4 5 x/cm t/s 1 2 4 -2
6、如图示简谐振动图像，可知在时刻t 1和时刻t 2物体运动的（ ） A 、位移相同 B 、回复力相同 C 、速度相同 D 、加速度相同 二、简谐运动的回复力和和周期 1.物体做机械振动的回复力（ ） A ．是区别于重力、弹力、摩擦力的另一种力 B ．必定是物体所受的合力 C ．可以是物体受力中的一个力 D ．可以是物体所受力中的一个力的分力 2．如图所示，对做简谐运动的弹簧振子m 的受力分析，正确的是( ) A ．重力、支持力、弹簧的弹力 B ．重力、支持力、弹簧的弹力、回复力 C ．重力、支持力、回复力、摩擦力 D ．重力、支持力、摩擦力 3．一根劲度系数为k 的轻弹簧，上端固定，下端接一质量为m 的物体，让其上下振动，物体偏离平衡位置的最大位移为A ，当物体运动到最高点时，其回复力大小为( ) A ．mg ＋k A B ．mg －Ka C ．kA D ．kA －mg 4．公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T .取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t ＝0，其振动图象如图所示，则( ) A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大 B ．t ＝1 2T 时，货物对车厢底板的压力最小 C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大 D ．t ＝3 4T 时，货物对车厢底板的压力最小 5．弹簧振子的质量为，弹簧劲度系数为，在振子上放一质量为m 的木块，使两者一起振动，如图。木块的回复力是振子对木块的摩擦力，也满足，是弹簧的伸长（或压缩）量，那么为（ ） A ． B ． C ． D ． 6、一个弹簧振子，第一次被压缩x 后释放做自由振动，周期为T 1，第二次被压缩2x 后释放做自由振动，周期为T 2，则两次振动周期之比T 1∶T 2为 （ ） A ．1∶1 B ．1∶2 C ．2∶1 D ．1∶4
有关弹簧问题中应用简谐运动特征的解题技巧
有关弹簧问题中应用简谐运动特征的解题技巧 黄 菊 娣 （浙江省上虞市上虞中学 312300） 弹簧振子的运动具有周期性和对称性，因而很容易想到在振动过程中一些物理量的大小相等，方向相同，是周期性出现的；而经过半个周期后一些物理量则是大小相等，方向相反．但是上面想法的逆命题是否成立的条件是：①此弹簧振子的回复力和位移符合kx F -=（x 指离开平衡位置的位移） ；②选择开始计时的位置是振子的平衡位置或左、右最大位移处，若开始计时不是选择在这些位置，则结果就显而易见是不成立的． 在这里就水平弹簧振子和竖直弹簧在作简谐运动过程中应用其特征谈一谈解题技巧，把复杂的问题变简单化，从而消除学生的一种碰到弹簧问题就无从入手的一种恐惧心理． 一、弹簧振子及解题方法 在判断弹簧振子的运动时间，运动速度及加速度等一些物理量时所取的起始位置很重要，在解题方法上除了应用其规律和周期性外，运用图象法解，会使问题更简单化． 例1 一弹簧振子做简谐运动，周期为T ，则正确的说法是………………………………………（ ） A ．若t 时刻和（t ＋Δt ）时刻振子运动位移的大小相等，方向相同，则Δt 一定等于T 的整数倍 B ．若t 时刻和（t ＋Δt ）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则Δt 一定等于 2 T 的整数倍 C ．若Δt ＝T ，则在t 时刻和（t ＋Δt ）时刻振子运动的加速度一度相等 D ．若Δt ＝2T ，则在t 时刻和（t ＋Δt ）时刻弹 簧的长度一定相等 解法一：如图1为一个弹簧振子的示意图，O 为平衡位置，B 、C 为两侧最大位移处，D 是C 、O 间任意位置． 对于A 选项，当振子由D 运动到B 再回到D ，振子两次在D 处位移大小、方向都相 同，所经历的时间显然不为T ，A 选项错． 对于B 选项，当振子由D 运动到B 再回到D ，振子两次在D 处运动速度大小相等，方向相反，但经过的时间不是 2 T ，可见选项B 错． 由于振子的运动具有周期性，显然加速度也是如此，选项C 正确． 对于选项D ，振子由B 经过O 运动到C 时，经过的时间为 2 T ，但在B 、C 两处弹簧长度不等，选项D 错．正确答案选C ． 解法二：本题也可利用弹簧振子做简谐运动的图象来解．如图2所示，图中A 点与B 、E 、F 、I 等点的振动位移大小相等，方向相同．由图可见，A 点与E 、I 等点对应的时刻差为T 或T 的整数倍；A 点与B 、F 等点对应的时刻差不为T 或T 的整数倍，因此选项A 不正确．用同样的方法很容易判断出选项B 、D 也不正确．故只有选项C 正确． 图1
高中物理中的对称性模型
对称性模型 由于物质世界存在某些对称性，使得物理学理论也具有相应的对称性，从而使对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中，应用这种对称性它不仅能帮助我们认识和探索物质世界的某些规律，而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题，这种思维方法在物理学中为对称法，利用对称法分析解决物理问题，可以避免复杂的数学演算和推导，直接抓住问题的实质，出奇制胜，快捷简便地解决问题。 对称法作为一种具体的解题方法，虽然高考命题没有单独正面考查，但是在每年的高考命题中都有所渗透和体现。从侧面体现考生的直观思维能力和客观的猜想推理能力。所以作为一种重要的物理思想和方法，相信在今后的高考命题中必将有所体现。 在高中物理模型中，有很多运动模型有对称性，如（类）竖直上抛运动的对称性，简谐运动中的对称性，电路中的对称性，带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动中几何关系的对称性. 简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的（位移、回复力、加速度的方向相反，速度动量的方向不确定）。运动时间也具有对称性，即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。(从某点到达最大位置和从最大位置再回到这一点所需要的时间相等、从某点向平衡位置运动的时间和它从平衡位置运动到这一点的对称点所用的时间相等). 现将对称模型分为空间对称模型和时间对称模型 1、空间对称模型 例1：如图1所示：在离地高度是h，离竖直光滑的墙是 s处，有一个弹性小 1 球以初速度 v正对着墙水平抛出，与墙发生弹性碰撞后落到地面上，求小球落地 点与墙的距离。 【解析】：小球与墙的碰撞是弹性碰撞，碰撞前后 的动量对于墙面的的法线是对称的。如墙的另一面同一高 度有一个弹性小球以相同的速度与墙碰撞，由于对称性， 它的轨迹与小球的实际轨迹是对称的。因此碰前的轨迹与碰
简谐运动的对称性
简谐运动的对称性 It was last revised on January 2, 2021
简谐运动的对称性在高中物理模型中，有很多运动模型有对称性，如（类）竖直上抛运动的对称性，简谐运动中的对称性，电路中的对称性，带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动中几何关系的对称性. 简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的（位移、回复力、加速度的方向相反，速度动量的方向不确定）。运动时间也具有对称性，即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。(从某点到达最大位置和从最大位置再回到这一点所需要的时间相等、从某点向平衡位置运动的时间和它从平衡位置运动到这一点的对称点所用的时间相等).理解好对称性这一点对解决有关问题很有帮助。 下面我们分别从五个方面说明对称性在简谐运动中的应用: 一、运动时间的对称性 例1.如下图所示，一个质点在平衡位置O 点附近做简谐运动，若从O开始计时，经过3s 质点第一次过M点；再继续运动，又经过2s 它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点所需要的时间是（） A. 8s B. 4s C. 14s D. s 3 10 【解析】设图中a、b两点为质点运动过程中的最大位移处，若开始计时时刻质点从O点向右运动，O→M运动过程历时3s，M→b→M过程历时2s，由运动时间的对称性知： s 16 T,s4 4 T = = 质点第三次经过M点所需时间：△s 14 s2 s 16 s2 T t= - = - =，故C正确；若开始计时时刻质点从O点向左运动，O →a→O→M，运动过程历时3s，M→b→M过程历时2s，有： s 3 16 T,s4 4 T 2 T = = + ，质点第三次经过M点所需时间： △ s 3 10 s2 s 3 16 s2 T t= - = - = ，故D正确，应选CD。 二、速度的对称性 例2.做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，运动过程中的最大速率为v，从某一时刻算起，在半个周期内（） A. 弹力做的功一定为零
专题13【补充】巧用简谐运动中的对称性问题
简谐运动与弹簧问题 你需要知道并且熟记在心的几个点： 时间的对称性 加速度的对称性 合外力的对称性 速度对称性 能量对称性 1. 巧用时间的对称性 例1. 如图1所示，一质点在平衡位置O点两侧做简谐运动，在它从平衡位置O出发向最大位移A处运动过程中经0.15s第一次通过M点，再经0.1s第2次通过M点。则此后还要经多长时间第3次通过M点，该质点振动的频率为多大？ 图1 解析：由于质点从M→A和从A→M的时间是对称的，结合题设条件可知M→A所需时间为0.05s，所以质点从平衡位置O→A的时间为 ，又因为，所以质点的振动周期为T＝ 0.8s，频率。 根据时间的对称性可知M→O与O→M所需时间相等为0.15s，所以质点第3次通过M点所需时间为 2. 巧用加速度的对称性 例2. 如图2所示，小球从竖直立在地面上的轻弹簧的正上方某处自由下落，接触弹簧后将弹簧压缩，全过程中弹簧为弹性形变。试比较弹簧压缩到最大时的加速度a和重力加速度g 的大小。
图2 解析：小球和弹簧接触后做简谐运动，如图2所示，点B为弹簧为原长时端点的位置。小球的重力与弹簧的弹力的大小相等的位置O为平衡位置。点A为弹簧被压缩至最低点的位置（也就是小球做简谐振动的最大位移处），点A”为与A对称的位移（也是最大位移处）。由对称性可知，小球在点A和点A”的加速度的大小相等，设为a，小球在点B的加速度为g，由图点B在点A”和点O之间，所以。 例3. 如图3所示，质量为m的物体放在质量为M的平台上，随平台在竖直方向上做简谐运动，振幅为A，运动到最高点时，物体m对平台的压力恰好为零，当m运动到最低点时，求m的加速度。 图3 解析：我们容易证明，物体m在竖直平面内做简谐运动，由小球运动到最高点时对M的压力为零，即知道物体m在运动到最高点时的加速度为g，由简谐运动的对称性知道，物体m运动到最低点时的加速度和最高点的加速度大小相等，方向相反，故小球运动到最低点时的加速度大小为g，方向竖直向上。 例4. 如图4所示，轻弹簧（劲度系数为k）的下端固定在地面上，其上端和一质量为M的木板B相连接，在木板B上又放有一个质量为m的物块P。当系统上下振动时，欲使P、B 始终不分离，则轻弹簧的最大压缩量为多大？ 图4 解析：从简谐运动的角度看，木板B和物块P的总重力与弹簧弹力的合力充当回复力，即 ；从简单连接体的角度看，系统受到的合外力产生了系统的加速度a，即 ，由以上两式可解为。当P和B在平衡位置下方时，系统处于超重状态，P不可能和B分离，因此P和B分离的位置一定在上方最大位移处，且P和 B一起运动的最大加速度。由加速度的对称性可知弹簧压缩时最大加速度也为
简谐运动的多解性和对称性
专题：简谐运动的多解性和对称性 教学目标： 1．加深对简谐运动周期性和对称性的理解。 2．能运用周期性和对称性分析和解决简谐运动的有关问题。 教学重点和难点：周期性和对称性的应用。 教学方法：分析、讨论和总结。 教学过程 一、简谐运动的多解性和对称性 1．简谐运动的多解性：做简谐运动的质点，在运动方向上是一个变加速运动，质点运动相同的路程所需的时间不一定相同。它是一个周期性的运动，若运动的时间是周期或半周期的整数倍，则质点运动的路程是唯一的，若不具备以上条件，则质点运动的路程是多解的。 2．简谐运动的对称性：做简谐运动的质点，在距平衡位置等距离的两点上时，具有大小相等的速度和加速度，由这两点运动到平衡位置或最大位移处的时间相等。 二、课堂讨论 【例1】一个做简谐运动的质点在平衡位置O 点附近振动，当质点从O 点向某一侧运动时，经3s 第一次过P 点，再向前运动，又经2s 第二次过P 点，则该质点再经 s 的时间第三次过P 点。（14s 或s 3 10） 【例2】一质点做简谐运动，从平衡位置开始计时，经过0.5s 在位移最大处发现该质点，则此简谐运动的周期可能是（AB ） A.2s B. s 32 C.s 21 D.s 4 1 解：若质点先向发现点运动，则，t=T n )41(+，且n=0、1、2、3…… 由上式可知答案A 正确； 若质点先向背离发现点运动，则，t=T n )4 3(+，且n=0、1、2、3…… 由上式可知答案B 正确。 【例3】一弹簧振子做简谐运动，周期为T ，下述正确的是（C ） A.若t 时刻和(t+△t)振子运动位移的大小相等，方向相反，则△t 一定等于T 的整数倍。 B.若t 时刻和(t+△t)振子运动速度大小相等，方向相反，则△t 一定等于 2T 的整数倍。 C.若△t=T,则在t 时刻和(t+△t)时刻振子运动的加速度一定相等。 D.若△t ＝2 T ,则在t 时刻和(t+△t)时刻弹簧长度一定相等。 【例4】如图所示，质量为m 的木块放在弹簧上，与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动。当振幅为A 时，物体对弹簧的最大压力是物体重力的1.5倍，则物体对弹簧的最小弹力是多大？要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过多大？ F max －mg ＝ma ，因为F max ＝1.5mg ，所以a ＝0.5g 当木块运动到最高点时，对弹簧弹力最小，此时由牛顿第二定律得： mg －F min ＝ma ，由运动的对称性知，最高点与最低点的加速度大小相等，即 a ＝0.5g ，代入求得F min ＝mg/2
对称性在振动和波问题中的运用
对称性在振动和波问题中的运用 对称性是简谐振动和简谐波的重要特性，而在处理实际问题时，这一特性往往会被它们的另一重要特性──周期性所冲淡，不被学生重视，以至于对一些考查对称性方面的问题，学生感觉很棘手。事实上对称性、周期性是反映振动和波本质的两大特性，两者相辅相成，相得益彰。对称性在简谐运动和简谐波中普遍存在，描述质点振动的一切表征量如回复力、加速度、速度、时间、能量等都具有对称性。下面列举几例来说明一下对称性在具体问题中的应用。 一、对称性在简谐振动中的应用 例1一弹簧振子做简谐运动，周期为，则（） A．若时刻和时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则一定等于的整数倍 D．若时刻和时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则一定等于的整数倍 C．若，则在时刻和时刻弹簧的长度一定相等 D．若，则在时刻和时刻振子运动的加速度一定相同 分析：此题是简谐运动中对称性运用的一个典型范例。分析过程中务必注意不能将考察点放在特殊位置，即平衡位置或端点处。 由过程的对称性可知，振子相邻两次经过同一点时，运动的速度大小相等、方向相反。如图可得A错。 或 如图，两位置关于平衡位置对称，振子运动的位移的大小相等、方向相反，可知B错。 同上图，前后弹簧可以分别处于压缩状态和伸长状态，弹簧实际长度并不相等。因此c错。 前后，振子恰好完成一次全振动，即t时刻和（t－△t）时刻振子的振动状态完全相同，所以D正确。解：选项正确。 说明：选择一般位置作为考察点，利用排除法进行分析，是处理此类振动问题的常用手段和方法。 例2如图所示，两木块的质量分别为、，中间弹簧的劲度系数为，弹簧下端与连接， 与弹簧不连接，现将下压一段距离后释放，它就上下做简谐运动，振动过程中始终没有离开弹簧，试求：
简谐运动的对称性问题
简谐运动的对称性问题 简谐运动的四个二 两种特性对称性和周期性 两类图像 运动示意图和简谐运动图像两组物理量 位移力加速度势能 速度动能， 两个定律牛顿第二定律和能量守恒定律 1. 用运动示意图和简谐运动图像分析运动学量的对称性和周期性 例题1. 如图1所示，一质点在平衡位置O 点两侧做简谐运动，在它从平衡位置O 出发向最大位移A 处运动过程中经0.15s 第一次通过M 点，再经0.1s 第2次通过M 点。则此后还要经多长时间第3次通过M 点，该质点振动的频率为多大？ 图1 解析：由于质点从M →A 和从A →M 的时间是对称的，结合题设条件可知M →A 所需时间为0.05s ，所以质点从平衡位置O →A 的时间为 ，又因为 ，所以质点的振动周期为T ＝ 0.8s ，频率。 根据时间的对称性可知M →O 与O →M 所需时间相等为0.15s ，所以质点第3次通过M 点所需时间为 例题2. 一弹簧振子做简谐运动，周期为T ，则正确的说法是…（ ） A ．若t 时刻和（t ＋Δt ）时刻振子运动位移的大小相等，方向相同，则Δt 一定等于T 的整数倍 B ．若t 时刻和（t ＋Δt ）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则Δt 一定等于2T 的整数倍 C ．若Δt ＝T ，则在t 时刻和（t ＋Δt ）时刻振子运动的加速度一度相等 D ．若Δt ＝2 T ，则在t 时刻和（t ＋Δt ）时刻弹簧的长度一定相等 解法一：如图1为一个弹簧振子的示意图，O 为平衡位置，B 、C 为两侧最大位移处，D 是C 、O 间任意位置． 对于A 选项，当振子由D 运动到B 再回到D ，振子两次在D 处位移大小、方向都相同，所经历的时间显然不为T ，A 选项错．
高中物理 二简谐运动的对称性
第1页 共3页 竖 直 方 向 的 简 谐 振 动 一、模型介绍 如图1（a ）所示，把一根弹簧上端固定，下端系一个物体静止，然后再把物体向下拉一段距离后松手，物体将在竖直方向振动，若不计弹簧的质量及空气阻力，则此物体的运动是简谐振动（同学们可结合简谐振动的动力学特点F 回＝-kx 加以证明），简谐振动的各种规律、特点对其都适用，但和教材中的弹簧振子模型相比较，竖直方向的简谐振动的平衡位置并不是弹簧的原长位置，而是弹力和振子重力相等的位置，在利用简谐振动的对称性解题时应格外注意！ 图1（b ）所示的情境中，若物体和弹簧是固定在一起的，则效果与图1相同；若物体和弹簧不是固定在一起的，则当振幅/A mg k 时，效果与图1相同，当振幅/A mg k 时，物体在高度较大的部分要脱离弹簧，而接触弹簧的运动过程为简谐振动的一部分，对此也应引起注意！ 熟悉竖直方向简谐振动模型的特点和规律并加以灵活应用、拓展、迁移，会给我们的解题带来极大的方便，下面举例说明。 二、典型例题 如图2所示，质量为M 的框架置于水平地面上，在其顶部通 过一个轻弹簧悬挂一个盘，盘内有一砝码，砝码与盘质量皆为m ， 该装置静止稳定时，若将盘中砝码突然取走，盘将开始向上运动， 则砝码盘运动到最高点时，框架对地面压力大小是多少？ 〖解析〗 盘内砝码被取走后，盘与轻弹簧所组成的弹簧振子 将开始做简谐运动．在取走砝码的瞬间，盘所受合外力即回复力 方向向上，大小为mg ，由简谐运动的回复力大小和方向关于平衡位置的对称性可知，当盘运动到最高点时，它所受到的回复力也 应为mg ，正好等于重力，所以此时弹簧形变为零，无弹力，显然 此时框架对地面压力为M g ． 〖点拨〗 简谐运动的对称性不只是关于平衡位置对称的两点处的回复力，还有加速度、位移、动能、势能，另外还有通过对称的两段长度用的时间也相等．这些对称性，在解答问题时会用到，要熟练掌握． 三、思维推展 （1）题设条件下，为了使框架不离开地面，所放砝码的质量应满足什么条件？ 〖解析〗 设所放砝码的质量为m 0时，盘运动到最高点M 恰要离开地面，同样根据振动最高点和最低点回复力的对称性可知，盘在最高点的回复力为m 0g 。 图 2 （a ） （b ） 图1
巧用简谐运动中的对称性解题
巧用简谐运动中的对称性解题 陶成龙 做简谐运动的物体其运动具有对称性，因此描述简谐运动的一些物理量也具有对称性，若能灵活运用这一点来解决简谐运动问题，常能收到出奇制胜的效果。下面举例说明，以供同学们参考。 1. 巧用时间的对称性 例1. 如图1所示，一质点在平衡位置O点两侧做简谐运动，在它从平衡位置O出发向最大位移A处运动过程中经0.15s第一次通过M点，再经0.1s第2次通过M点。则此后还要经多长时间第3次通过M点，该质点振动的频率为多大？ 图1 解析：由于质点从M→A和从A→M的时间是对称的，结合题设条件可知M→A所需时间为0.05s，所以质点从平衡位置O→A的时间为 ，又因为，所以质点的振动周期为T＝ 0.8s，频率。 根据时间的对称性可知M→O与O→M所需时间相等为0.15s，所以质点第3次通过M点所需时间为 2. 巧用加速度的对称性 例2. 如图2所示，小球从竖直立在地面上的轻弹簧的正上方某处自由下落，接触弹簧后将弹簧压缩，全过程中弹簧为弹性形变。试比较弹簧压缩到最大时的加速度a和重力加速度g 的大小。 图2 解析：小球和弹簧接触后做简谐运动，如图2所示，点B为弹簧为原长时端点的位置。小球的重力与弹簧的弹力的大小相等的位置O为平衡位置。点A为弹簧被压缩至最低点的位置（也
就是小球做简谐振动的最大位移处），点A”为与A对称的位移（也是最大位移处）。由对称性可知，小球在点A和点A”的加速度的大小相等，设为a，小球在点B的加速度为g， 由图点B在点A”和点O之间，所以。 例3. 如图3所示，质量为m的物体放在质量为M的平台上，随平台在竖直方向上做简谐运动，振幅为A，运动到最高点时，物体m对平台的压力恰好为零，当m运动到最低点时，求m的加速度。 图3 解析：我们容易证明，物体m在竖直平面内做简谐运动，由小球运动到最高点时对M的压力为零，即知道物体m在运动到最高点时的加速度为g，由简谐运动的对称性知道，物体m运动到最低点时的加速度和最高点的加速度大小相等，方向相反，故小球运动到最低点时的加速度大小为g，方向竖直向上。 例4. 如图4所示，轻弹簧（劲度系数为k）的下端固定在地面上，其上端和一质量为M的木板B相连接，在木板B上又放有一个质量为m的物块P。当系统上下振动时，欲使P、B 始终不分离，则轻弹簧的最大压缩量为多大？ 图4 解析：从简谐运动的角度看，木板B和物块P的总重力与弹簧弹力的合力充当回复力，即 ；从简单连接体的角度看，系统受到的合外力产生了系统的加速度a，即 ，由以上两式可解为。当P和B在平衡位置下方时，系统处于超重状态，P不可能和B分离，因此P和B分离的位置一定在上方最大位移处，且P和 B一起运动的最大加速度。由加速度的对称性可知弹簧压缩时最大加速度也为 ，所以轻弹簧的最大压缩量应满足关系式，即得 。 3. 巧用速度的对称性 例5. 如图5所示是一水平弹簧振子在5s内的振动图象。从图象中分析，在给定的时间内，以0.5s为起点的哪段时间内，弹力所做的功为零。
简谐运动典型例题精析
简谐运动·典型例题精析 [例题1] 一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N 两点时速度v(v≠0)相同，那么，下列说法正确的是 [] A．振子在M、N两点受回复力相同 B．振子在M、N两点对平衡位置的位移相同 C．振子在M、N两点加速度大小相等 D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动 [思路点拨]建立弹簧振子模型如图9－1所示．由题意知，振子第一次先后经过M、N两点时速度v相同，那么，可以在振子运动路径上确定M、N两点，M、N两点应关于平衡位置O对称，且由M运动到N，振子是从左侧释放开始运动的(若M点定在O点右侧，则振子是从右侧释放的)．建立起这样的物理模型，这时问题就明朗化了．
[解题过程] 因位移、速度、加速度和回复力都是矢量，它们要相同必须大小相等、方向相同．M、N两点关于O点对称，振子回复力应大小相等、方向相反，振子位移也是大小相等，方向相反．由此可知，A、B选项错误．振子在M、N两点的加速度虽然方向相反，但大小相等，故C选项正确．振子由M→O速度越来越大，但加速度越来越小，振子做加速运动，但不是匀加速运动．振子由O→N速度越来越小，但加速度越来越大，振子做减速运动，但不是匀减速运动，故D选项错误．由以上分析可知，该题的正确答案为C．[小结] (1)认真审题，抓住关键词语．本题的关键是抓住“第一次先后经过M、N两点时速度v相同”． (2)要注意简谐运动的周期性和对称性，由此判定振子可能的路径，从而确定各物理量及其变化情况． (3)要重视将物理问题模型化，画出物理过程的草图，这有利于问题的解决． [例题2]一质点在平衡位置O附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经0.13 s质点第一次通过M点，再经0.1s第二次通过M点，则质点振动周期的可能值为多大？ [思路点拨]将物理过程模型化，画出具体的图景如图9－2所示．设质点从平衡位置O向右运动到M点，那么质点从O到M运动时间为0.13 s，再由M经最右端A返回M经历时间为0.1 s；如图9－3所示．
简谐运动中对称性的应用
简谐运动中对称性的应用 【摘要】做简谐运动的物体，其对称性主要表现在：①位移对称性；②时间对称性；③速率对称性；④加速度（回复力）对称性。 【关键词】简谐运动对称性 应用“对称性”会给解题带来较大方便，本文将结合实例加以分析。 一、位移对称性的应用 例1、物体做简谐运动的过程中，有两点A、A/关于平衡位置对称，则物体（） A、在两点处的位移一定相同 B、在两点处的位移可能相同 C、在两点处的位移一定不同 D、在两点处的位移大小一定相同 解析：根据位移的对称性知，A、A/两点的位移始终大小相等、方向相反。因此C、D为正确答案。 二、时间对称性的应用 例2、一个质点在平衡位置O附近做简谐运动，若从O 点开始计时，经过3S质点第一次到达M点，再经过2S第二
次到达M点，则质点第三次到达M点的时间为多少？ 解析：如图1、设a、b为质点运动过程中的最大位移处，质点的运动可分为两种情况： 若质点开始时是向右运动的，由O→M用了t1=3S，由M→b→M用了t2=2S，根据时间对称性知，质点由M→b用时为1S，故T/4=4S，得T=16S。所以质点第三次到达M点的时间为t3=T+t1=19S。 图1 若质点开始时是向左运动的，由O→a→O→M，历时 t1=3S，由M→b→M，历时t2=2S，同理有T//2+ T//4=4S，得T/=16/3S，又质点由O→M的时间为t/= T//4- t2/2=1/3S，所以质点第三次到达M点的时间为t3=3T//2+t/=25/3S. 三、速度对称性的应用 例3、如图2为一水平弹簧振子在5S内的振动图象，从图象中分析，在给定的时间内，以t=0.5S时刻为起点的哪段时间内，弹力做的功为零。 解析：由速率的对称性知，与0.5S具有相同速率的时刻为1.5S、2.5S、3.5S、4.5S.再由动能定理知，在0.5S～1.5S、0.5S～2.5S、0.5S～3.5S、0.5S～4.5S的时间内弹力所做的功为零。 图2
简谐运动的对称性
简谐运动的对称性 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
简谐运动的对称性在高中物理模型中，有很多运动模型有对称性，如（类）竖直上抛运动的对称性，简谐运动中的对称性，电路中的对称性，带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动中几何关系的对称性. 简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的（位移、回复力、加速度的方向相反，速度动量的方向不确定）。运动时间也具有对称性，即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。(从某点到达最大位置和从最大位置再回到这一点所需要的时间相等、从某点向平衡位置运动的时间和它从平衡位置运动到这一点的对称点所用的时间相等).理解好对称性这一点对解决有关问题很有帮助。 下面我们分别从五个方面说明对称性在简谐运动中的应用: 一、运动时间的对称性 例1.如下图所示，一个质点在平衡位置O 点附近做简谐运动，若从O开始计时，经过3s 质点第一次过M点；再继续运动，又经过2s 它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点所需要的时间是（） A. 8s B. 4s C. 14s D. s 3 10 【解析】设图中a、b两点为质点运动过程中的最大位移处，若开始计时时刻质点从O点向右运动，O→M运动过程历时3s，M→b→M过程历时2s，由运动时间的对称性知： s 16 T,s4 4 T = = 质点第三次经过M点所需时间：△s 14 s2 s 16 s2 T t= - = - =，故C正确；若开始计时时刻质点从O点向左运动，O →a→O→M，运动过程历时3s，M→b→M过程历时2s，有： s 3 16 T,s4 4 T 2 T = = + ，质点第三次经过M点所需时间： △ s 3 10 s2 s 3 16 s2 T t= - = - = ，故D正确，应选CD。 二、速度的对称性 例2.做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，运动过程中的最大速率为v，从某一时刻算起，在半个周期内（） A. 弹力做的功一定为零
简谐运动对称性的应用
简谐运动对称性的应用 1. 方法介绍 由于物质世界存在某些对称性，使得物理学理论也具有相应的对称性，从而使对称现象普遍存在于各种物理现象和物理规律中。应用这种对称性不仅能帮助我们认识和探索物质世界的某些基本规律，而且也能帮助我们去求解某些具体的物理问题，这种思维方法在物理学中称为对称法.用对称性解题的关键是敏锐地抓住事物在某一方面的对称性，这些对称性往往就是通往答案的捷径，利用对称法分析解决物理问题，可以避免复杂的数学演算和推导，直接抓住问题的实质，出奇制胜，快速简便地求解问题。 2. 典例分析 例1如图所示，轻弹簧的一端固定在地面上，另一端与木块B相连，木块A 放在木块B上，两木块质量均为m ，在木块A上施有竖直向下的力F，整个装置处于静止状态。 〖TPE:\教育图14年6月下\张西照1.TIF，BP#〗 （1）突然将力F撤去，若运动中A、B不分离，则A、B共同运动到最高点时，B对A的弹力有多大? (2)要使A、B不分离，力F应满足什么条件? 解析：力F撤去后，系统作简谐运动，该运动具有明显的对称性，该题利用最高点与最低点的对称性来求解，会简单得多。 （1）最高点与最低点有相同大小的回复力，只是方向相反，这里回复力是合外力。在最低点，即原来平衡的系统在撤去力F的瞬间，受到的合外力应为F，方向竖直向上；当到达最高点时，系统受到的合外力也应为F，方向竖直向下，A受到的合外力为12 F，方向向下，考虑到重力的存在，所以B对A的弹力为mg - 12 F (2)力F越大越容易分离，讨论临界情况，也利用最高点与最低点回复力的对称性。最高点时A、B间虽接触但无弹力，A只受重力，故此时回复力向下，大小为mg。那么，在最低点时，即刚撤去力F时，A受的回复力也应等于mg，但根据前一小题的分析，此时回复力为12 F ，这就是说12F＝mg。则F ＝2mg。因此，使A、B 不分离的条件是F≤2mg。 例2：用一轻质弹簧把两块质量各为M和m的木板连接起来，放在水平上，如图7-5所示，问必须在上面木板上施加多大的压力F，才能使撤去此力后，上板跳起来恰好使下板离地？
高二物理选修3-4简谐运动典型例题精析
高二物理选修3-4 简谐运动典型例题精析[例题1] 一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同，那么，下列说法正确的是 [] A．振子在M、N两点受回复力相同 B．振子在M、N两点对平衡位置的位移相同 C．振子在M、N两点加速度大小相等 D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动 [思路点拨]建立弹簧振子模型如图9－1所示．由题意知，振子第一次先后经过M、N两点时速度v相同，那么，可以在振子运动路径上确定M、N两点，M、N 两点应关于平衡位置O对称，且由M运动到N，振子是从左侧释放开始运动的(若M 点定在O点右侧，则振子是从右侧释放的)．建立起这样的物理模型，这时问题就 明朗化了． [解题过程] 因位移、速度、加速度和回复力都是矢量，它们要相同必须大 小相等、方向相同．M、N两点关于O点对称，振子回复力应大小相等、方向相反，振子位移也是大小相等，方向相反．由此可知，A、B选项错误．振子在M、N两点的加速度虽然方向相反，但大小相等，故C选项正确．振子由M→Ｏ速度越来越大，但加速度越来越小，振子做加速运动，但不是匀加速运动．振子由O→Ｎ速度越来越小，但加速度越来越大，振子做减速运动，但不是匀减速运动，故D选项错误．由以上分析可知，该题的正确答案为C． [小结] (1)认真审题，抓住关键词语．本题的关键是抓住“第一次先后经过M、N两点时速度v相同”． (2)要注意简谐运动的周期性和对称性，由此判定振子可能的路径，从而确定 各物理量及其变化情况． (3)要重视将物理问题模型化，画出物理过程的草图，这有利于问题的解决． [例题2]一质点在平衡位置O附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始 计时，经0.13 s质点第一次通过M点，再经0.1s第二次通过M点，则质点振动周期的可能值为多大？ [思路点拨]将物理过程模型化，画出具体的图景如图9－2所示．设质点从平衡位置O向右运动到M点，那么质点从O到M运动时间为0.13 s，再由M经最右端A返回M经历时间为0.1 s；如图9－3所示．
简谐振动对称性应用解题
巧用弹簧振子简谐振动过程的对称性解题 对称性是简谐运动的重要性质之一，在关于平衡位置对称点上位移，回复力，加速度，速度，动能，势能数值均相等，振动物体沿不同方向经过同一路径或通过关于平衡位置两段对称路程的时间相等，利用对称规律解题，往往事半功倍，下面以弹簧振子为例加以说明： 一、时间、速度的对称性 例1、如图，在水平方向做简谐运动的弹簧振子，质量为m ，A 、B 两点关于平衡位置对称，经过A 点时速度为v 。 （1） 它从平衡位置O 点经过0.4s 第一次到达A 点，再经过0.2s 第二次到达 A 点，从弹簧振子离开O 点开始计时，则振子第三次到达A 点时间是多少？ （2） 振子连续经过A 、B 两点，弹力所做的功以及弹力的冲量是多少？ 解析：（1）①若开始经过O 点速度方向向右 由时间对称性：42.02124.0T T =?+- ∴s T 3 2= ②若开始经过O 点的运动方向向左 2.024.02 +?=T T=2S （2）由速度的对称性知连续经过A 、B 两点v A 与v B 大小相等，但方向可能相同或相反。∴W 弹=△Ek=0，I 弹=0或I 弹=2mv 二、加速度、回复力的对称性
例2、如图（1）所示，质量分别为m 和M 的A 、B 两重物用劲度系数为k 的轻质 弹簧竖直地连接起来，若将A 固定在天花板上，用手托住B ， 让弹簧处于原长，然后放手，B 开始振动，试问：（1）B 到 达最低点时的加速度以及弹性势能多大？（2）B 振动具有 最大速度Vm 时弹簧的弹性势能为多大？（3）如图（2） 所示，若将A 从天花板上取下，使弹簧为原长时，让两物 从静止开始自由下落，下落过程中弹簧始终保持竖直状态。 当重物A 下落距离h 时，重物B 刚好与地面相碰，假定碰 后的瞬间重物B 不离开地面（B 与地面作完全非弹性碰撞）但不粘连。为使重物A 反弹时能将重物B 提离地面，下落高度h 至少应为多少？ 解析：（1）B 释放时，弹簧原长，∴M 加速度 a=g 向下 当B 到达最低点时，根据对称性a ′=g 向上 最高点与最低点回复力大小相等，即Mg=kx-Mg ∴最低点伸长量K Mg x 2= 由最高点到最低点能量守恒得K g M Mgx E 2 22==弹 （2）B 速度最大时，弹簧振子处于平衡位置，设伸长Mg Kx x =11 能量守恒212 1m Mv Ep Mgx += 2222 1m Mv K g M Ep -= （3）B 触地时，弹簧为原长，A 的速度gh v 2=，A 压缩弹簧后向上弹起，弹簧恢复原长后A 又继续上升拉伸弹簧，当v A =0时，弹簧伸长x 2，B 恰好被提离地面应有 Kx 2=Mg ∴x 2=x 1 ∴最高点弹性势能Ep ′=Ep 弹簧由压缩到拉伸能量守恒p E mgx mv '+=222 1
高中物理：对称性模型知识点
高中物理：对称性模型知识点 对称法作为一种重要的物理思想和方法，从侧面体现学生的直观思维能力和客观的猜想推理能力。 1. 简谐运动中的对称性 例1. 劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂一个质量为m的小球，小球静止时距地面的高度为h，用力向下拉球使球与地面接触，然后从静止释放小球（弹簧始终在弹性限度以内）则： A. 运动过程中距地面的最大高度为2h B. 球上升过程中势能不断变小 C. 球距地面高度为h时，速度最大 D. 球在运动中的最大加速度是kh/m 解析：因为球在竖直平面内做简谐运动，球从地面上由静止释放时，先做变加速运动，当离地面距离为h时合力为零，速度最大，然后向上做变减速运动，到达最高点时速度为零，最低点速度为零时距平衡位置为h，利用离平衡位置速度相同的两点位移具有对称性，最高点速度为零时距平衡位置也为h，所以球在运动过程中距地面的最大高度为2h，由于球的振幅为h，由可得，球在运动过程中的最大加速度为，球在上升过程中动能先增大后减小，由整个系统机械能守恒可知，系统的势能先减小后增大。所以正确选项为ACD。 2. 静电场中的对称性 例2. 如图1所示，带电量为＋q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中b点处产生的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为多少，方向如何？（静电力恒量为k）。
解析：在电场中a点： 板上电荷在a、b两点的电场以带电薄板对称，带电薄板在b点产生的场强大小为，方向水平向左。 题目中要求带电薄板产生的电场，根据中学物理知识仅能直接求点电荷产生的电场，无法直接求带电薄板产生的电场；由Ea＝0，可以联想到求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法，利用来间接求出带电薄板在a点的场强，然后根据题意利用对称性求出答案。 例3. 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分静电场的分布如图2所示。虚线表示这个静电场在xOy平面内的一簇等势线，等势线形状相对于Ox轴、Oy轴对称，等势线的电势沿x轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等。一个电子经过P点（其横坐标为）时，速度与Ox轴平行。适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在Ox轴上方运动。在通过电场区域过程中，该电子沿y方向的分速度vy，随位置坐标x变化的示意图是： 图2