Question

一道高中物理题，求解！

质量m的谐振子做简谐振动，振幅为A，角频率为w，在t=0时处于-A/2处且向正方向运动，其初相为多少？此时的动能为多少？势能为多少？

Answer 1

s=Asin(wt+h) 这是简谐运动公式，t=0时，s=-A/2且正向运动，则h=-pai/6为初相
求导得，v=wAcos(wt-pai/6) v0=wA/2*根号三 vmax=wA
因为能量守恒且速度最大时势能为0，所以总机械能=1/2*m*vmax2=1/2*m*w2*A2
t=0时，动能为1/2*m*v0*v0=3/8*m*w2*A2 势能=总机械能-动能=1/8*m*w2*A2

Answer 2

s=A*sin(wt+φ) t=0 s=-A/2 sinφ=-1/2 φ=-30。或210。有振子向正向移动求导ds/dt=Awcos(wt+φ)>0得φ=-30。总能量E=1/2m*A^2*w^2 t=0时刻速度v=Aw*根号3/2所以动能为3/8m*A^2*w^2势能1/8m*A^2*w^2