(以平衡位置为坐标原点) 四、孤立谐振动系统的能量 { 以平衡位置为坐标原点 不计振动传播带来的能量损失——辐射阻尼 不计摩擦产生的热损耗——摩擦阻尼 水平放置的弹簧振子 k 以弹簧振子所在水平面为重力势能零点 孤立谐振动系统机械能守恒 { k E-t曲线 E- x 曲线 Ep Ek E A A x x t t T T/2 E E Ep Ek 竖直悬挂的弹簧振子 以弹簧原长处为重力势能、弹性势能零点 以平衡位置为坐标原点 k m O x k x0 EP=0 mg=kx0 x k 恰当选择零势点,可去掉第二项。 如何选?以平衡位置为坐标原点和势能零点 k m O x k x0 EP=0 mg-kx0=0 x k 弹簧的弹力 弹簧的伸长 准弹性力:弹力与重力的合力 离系统平衡位置的位移 弹性势能 重力势能和弹性势能的总和 准弹性势能, 比较 竖直悬挂的弹簧振子 水平放置的弹簧振子 回复力 势能 总能 统一描述:只要以平衡位置为坐标原点和零势点 准弹性势能(包括重力势能、弹性势能) 振动系统总能量 能量法求谐振动的振幅 机械能守恒: 自学教材 P381 [例6] 能量法求谐振动的周期 机械能守恒: 教材 P381 [例7] 两边对时间求导: 已知: 求: 解:以平衡位置为坐标原点和零势点,向下为正,任意时刻 t 系统的机械能为: 滑轮转动角速度 振动系统机械能守恒: 两边对时间求导: 得:
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