05-01-09_彈簧振子參數計算
本期高中物理競賽試題，我們共同來研究一下簡諧振子運動方程相關參數的計算方法，小編在最近幾期關於簡諧振動的題目中，有很多關於簡諧振動基礎的參數直接應用後，導致部分同學理解起來還是比較困難的，給小編留言諮詢的同學也比較多，因此小編特別找到了一個比較基礎的題目來說明一下簡諧振動相關基礎參量的計算方法，本期題目應該是基礎內容，希望同學們能夠從這個題目給出的基礎方法中，明確簡諧振動基礎考察思路和內容，當然了，對於高中物理選修內容中僅僅學習了光學內容的同學而言，簡諧振動的內容會更加陌生一些，更需要著重加強了解才行。
其實對於簡諧振動，這樣一種運動而言，說的明確一些，其實還是一種比較特殊的運動方式，與勻加速直線運動、勻速圓周運動都是相同的，就是一種運動而已，因此在解決此類問題的時候，其解題思路和方法也與運動類的題目類似，無非就是運動方程、機械能等基礎方法，但是簡諧振動內容終究與普通運動內容有點兒不同，那就是其運動的效果是波，波是一種原來沒見到過的內容，很多同學見到它比較蒙，不能有效的通過數學上的正餘弦函數的內容考慮其運動特點，再加上這裡出現了很多比較陌生的詞彙，如振幅、周期、頻率、角頻率等，讓一步同學感到更加迷惑，這也增加了這一塊內容的相對難度。
試題預覽
一質量為 2.5kg 的物體受到勁度係數 k=250N/m 的彈簧的作用而做簡諧振動，假設開始計時時，振動系統所具有的動能 Ek=0.2J ，勢能 Ep=0.6J 。
(1) 振動的振幅 A 為多少？(2) 振動的周期 T、角頻率 ω 和頻率 f 為多少？(3) 當 t=0 時，位移的大小為多少？(4) 如果已知初相位 φ0 在第一象限，求出 φ0。(5) 寫出振動方程。解題步驟
方法分析
本期題目介紹的都是基礎方法，並不屬於高中物理競賽題目類型，其過程和方法更多的是為同學們提供一個解決此類問題的基礎方法展示，讓同學們對於簡諧振動類題目有一個更好的理解，同時這個題目也給出了簡諧振動一些基礎參數的計算方法，希望同學們能夠加深記憶和了解。
好了，下面小編就這個題目分別簡單說明一下計算的主要方法和思路，首先是振幅的計算方法，對於彈簧振子而言，振幅最大處的動能為零，這就說明此時彈性勢能最大，因此只需要計算振幅最大處的彈性勢能即可，而由於彈簧振子在運動過程中，沒有機械能的損失，因為沒有阻力的作用，因此振動的任意位置的機械能的總和是保持不變的，這就能通過振動過程中的動能和勢能的總和來計算機械能，最終就能夠通過機械能計算得到振幅了，而第二問的基本參數的及算法方法，全部都是基本的已知公式，代入相關數值計算即可，這裡不再多說，如果想了解具體每個參量如何得出來的，可以上小編的網站自己看文章。
而後面幾問的解題方法和思路，其實與第一問的思路類似，這裡就不再多說了，就是第四問，關於初始相位的計算方法，其實應該有很多，既可以從位移入手解決，完全也可以從速度入手解決，唯一的不同是，速度是從動能得出的，而位移是從勢能得出的，其次就是速度的公式應該是位移公式的一階導數，這就不用多說了，同學們可以自己嘗試解決一下。