简谐振动势能与弹性势能对比研究

学辉 熊(江汉大学光电材料与技术学院，中国)
星 李(江汉大学光电材料与技术学院，中国)
利丽 郑(江汉大学光电材料与技术学院，中国)

摘要

一般教材给出的简谐振动系统的势能函数kx2/2与弹簧弹性势能的表达形式一样，学生在分析带弹簧的简谐振动系统时，不知它们有什么关联，运用公式时模棱两可。此外，在含有重力、静电场力等其他保守力的简谐振动中，这些保守力的势能函数去哪儿了，也是学生学习这部分内容时疑惑的地方。论文通过具体实例的对比分析研究，可以让学生明确弹簧的弹性势能是针对弹力这种保守力的势能，是由于弹簧形变引起的弹性势能，而简谐振动的势能函数是整个系统所有保守力势能相对于线性回复力为0处的势能之和。简谐振动势能函数都可表示为kx2/2这种形式， k是系统固有属性，由系统的参数决定，比如小角度单摆简谐振动的系数k=mg/l。

关键词

简谐振动；保守力；势能函数；弹性势能

参考

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DOI: http://dx.doi.org/10.12345/jxffcxysj.v6i15.12692