2017-2018学年人教版选修3-4 第十一章 机械振动 章末小结与测评 学案
2017-2018学年人教版选修3-4    第十一章 机械振动   章末小结与测评  学案第2页

  

简谐运动的对称性和周期性   

  1.对称性

  (1)速率的对称性:系统在关于平衡位置对称的两位置具有相等的速率。

  (2)加速度的对称性:系统在关于平衡位置对称的两位置具有等大反向的加速度和回复力。

  (3)时间的对称性:系统在通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等。通过振动过程中任意两点A、B的时间与逆向通过的时间相等。

  2.周期性

  做简谐运动的物体经过一个周期或几个周期后,能回复到原来的状态,因此在处理实际问题中,要注意到多解的可能性。

  [典例1] 一质点在平衡位置O附近做简谐运动,从它经过平衡位置向右运动起开始计时,经0.13 s质点第一次通过M点,再经0.1 s质点第二次通过M点。

  (1)若M点在平衡位置右方,其振动周期是多少?

  (2)若M点在平衡位置左方,其振动周期又是多少?

  [解析] (1)将物理过程模型化,画出具体化的图象如图甲所示。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,如图乙所示。

  

  由图可以看出M→A历时0.05 s,即由O→M→A历时0.18 s,根据简谐运动的对称性可得T1=4×0.18 s=0.72 s。

  (2)若M点在O点左方,如图丙所示,质点由O点经最右方A点后向左经过O点到达M点历时0.13 s,再由M点向左经最左端A′点返回M点历时0.1 s。

  由图可以看出,由O→A→M历时t1= 0.13 s,由M→A′历时t2=0.05 s,即O→A→M→A′历时0.18 s,则T2=0.18 s,T2=0.24 s。

[答案] (1)0.72 s (2)0.24 s