幾類典型的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型分析

吳廣國(guó) 張偉 鄒斌

[摘 要]簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的物理模型，是近年高考、自主招生和物理競(jìng)賽考查的熱點(diǎn)。文章對(duì)彈簧振子、單擺、木塊在液面處沉浮、地球隧道、超導(dǎo)線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)等幾類典型的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行了詳細(xì)的分析論證。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)思維;模型建構(gòu)與應(yīng)用;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

[中圖分類號(hào)]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2021）29-0050-03

科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)與應(yīng)用、科學(xué)推理、科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新等。[1]建構(gòu)與應(yīng)用模型是物理學(xué)最重要的研究方法之一，也是物理學(xué)的核心學(xué)科特色。模型是一種對(duì)物體、時(shí)間、系統(tǒng)、過(guò)程、物體或事件間的關(guān)系等的表征。[2]

一、彈簧振子

1.水平方向彈簧振子

彈簧振子模型是一個(gè)理想化的模型，如圖1所示，是一個(gè)水平方向上的彈簧振子模型，試證明在彈性限度內(nèi)，振子的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。

所以，當(dāng)線框速度減小為零時(shí)，還 沒(méi)有完全進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，然后繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，做半個(gè)周期的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]? GILBERT J K， BOULTER C J， ELMER R.? Positioning models in science education and in design and technology Education [M]. [S.L]： Springer Netherlands，2000.

（責(zé)任編輯 易志毅）