物理高二上學期簡諧運動

BOUNDLESS CONCEPT NOTE

彈簧簡諧運動:離平衡點越遠,拉回來的力越大

調整質量與彈性常數,觀察位移、速度與能量互換。

回到圖鑑操作模型本頁含 2 題例題與解答
T=2πmkT=2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}

彈簧簡諧運動的核心觀念是什麼?

回復力與位移反向:理想彈簧在彈性限度內滿足 F=−kx。

週期與振幅無關:理想簡諧模型中,週期由 m 與 k 決定。

操作之後,應該能說清楚這三件事

  1. 01使用虎克定律
  2. 02比較質量與彈性常數對週期的影響
  3. 03說明動能與彈性位能互換

先建立判斷,再進入計算

回復力與位移反向

理想彈簧在彈性限度內滿足 F=−kx。

週期與振幅無關

理想簡諧模型中,週期由 m 與 k 決定。

ω=km\omega=\sqrt{\frac{k}{m}}

兩題把觀念轉成可檢查的步驟

例題 1

求週期

質量 1 kg、彈性常數 100 N/m,週期約多少?

T=2π1100T=2\pi\sqrt{\frac{1}{100}}
展開解題步驟
  1. 代入 m 與 k。
  2. √0.01=0.1。

答案約 0.63 s。

例題 2

質量加四倍

彈性常數不變,質量變四倍時週期如何?

T∝mT\propto\sqrt m
展開解題步驟
  1. 週期與質量平方根成正比。
  2. √4=2。

答案週期變兩倍。

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