例4 水平彈簧振子,每隔時(shí)間t,振子的位移總是大小和方向都相
【錯(cuò)解】 1.首先排除A,認(rèn)為A是不可能的。理由是:水平彈簧振子的運(yùn)動(dòng)軌跡可簡(jiǎn)化為如圖6-2,O為平衡位置,假設(shè)計(jì)時(shí)開始時(shí),振子位于A點(diǎn),每隔時(shí)間t,振子的位移總是大小和方向都相同,所以t
B之間非A即B點(diǎn),而這兩點(diǎn)距平衡位置都等于振幅,所以加速度都等
所以振子的動(dòng)能總是相同的,所以選C是對(duì)的。
同的,都等于振幅,所以D是對(duì)的。
綜上所述,應(yīng)選B,C,D。
【錯(cuò)解原因】 錯(cuò)解1是排除A,之所以產(chǎn)生錯(cuò)誤,是因?yàn)樵陬^腦中形成思維定勢(shì),認(rèn)為在時(shí)間t內(nèi),振子只能在一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)。很多學(xué)生在解決振動(dòng)和波的問(wèn)題時(shí),習(xí)慣上把所有問(wèn)題都限定在一個(gè)周期內(nèi),而沒(méi)有考慮到在時(shí)間t內(nèi),振子可能已經(jīng)完成多個(gè)全振動(dòng)了。
錯(cuò)解2的產(chǎn)生主要是對(duì)加速度的矢量性認(rèn)識(shí)不夠或頭腦中根本就沒(méi)有這個(gè)概念,認(rèn)為位置對(duì)稱,加速度大小一樣就是加速度相同。
3.選擇C是對(duì)的。
4.對(duì)彈簧振子這樣一個(gè)物理模型認(rèn)識(shí)不全面,所謂水平彈簧振子的彈簧是哪段沒(méi)弄清楚。
【分析解答】 1.由題意可知,t=nt,n可以是1,2,3…,
選項(xiàng)A是正確的。
相反,且對(duì)稱于平衡位置,所以加速度的方向是相反的。
3.同錯(cuò)解3。
4.水平彈簧振子的彈簧應(yīng)為如圖6-3a或6-3b的樣子。當(dāng)振子的位置在平衡位置兩側(cè)時(shí),彈簧長(zhǎng)度是不同的。所以選項(xiàng)D不對(duì)。
另外,符合題意條件的不一定非選最大位移處的兩點(diǎn),也可以選其他的點(diǎn)分析,如圖6-4P,Q兩點(diǎn),同樣可以得出正確結(jié)論。
所以此題的正確答案為A,C。
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