跳至主要內容

簡諧運動

模擬載入中

Open Model Lab 正在為這個概念準備即時實驗台、控制項與圖表區。

總結

你學會了甚麼

建議下一步
打開概念測驗不離開這個概念,先確認核心想法是否已經掌握。
接下來讀甚麼
Oscillation EnergyEnergy view

關鍵重點

  1. Turning points mean maximum displacement, zero velocity, and the strongest restoring acceleration at the same instant.
  2. Equilibrium crossings mean zero displacement, zero acceleration, and the largest speed.
  3. Amplitude changes the size of the motion, while Angular frequency changes only the timing.

常見迷思

Acceleration in SHM follows displacement, not the direction the mass is currently moving.

振幅只改變振動的大小,但速度仍取決於你在週期中的哪一個位置。

Keep one displacement equation and one acceleration equation in sight while you read the cycle.

  1. Restoring pattern

    讀作: position at time t equals amplitude times cosine of omega times time plus phi

    顯示振子位置如何隨時間變化。

  2. 加速度

    讀作: acceleration at time t equals minus omega squared times x of t

    把系統拉回平衡位置的回復加速度。

為什麼會這樣

解釋

Simple harmonic motion is motion in which the acceleration always points back toward equilibrium and grows with displacement. Move the mass to one side and the restoring acceleration points toward the center, trying to pull it back.

The mass does not stop at equilibrium because its speed is greatest there. It passes through the center, overshoots, and the same restoring rule slows it down, reverses it, and repeats the cycle.

The stage and graphs show the same instant. At a turning point, displacement is largest, velocity is zero, and the restoring acceleration has its largest magnitude. At an equilibrium crossing, displacement and acceleration are zero while speed is largest.

Use the controls one idea at a time. Amplitude sets the turning points and the energy scale, Angular frequency changes how quickly the cycle repeats, and Phase changes only the starting point in the cycle.

重點

01物體在平衡位置附近速度最快,在轉折點附近會慢下來。
02加速度永遠指回平衡位置,而不是指向物體當下的運動方向。
03改變相位只會把整個圖樣左右平移,不會改變整體形狀。

快速測驗

正在載入已保存的測驗狀態。

無障礙

無障礙

當你需要把模擬與圖表轉成文字描述時,再打開這裡。

模擬顯示一個振子在平衡位置兩側來回移動。物體位置、速度方向與加速度方向都綁在同一段運動上,所以不必只靠圖表也能看懂它們的關係。

當使用者改變振幅、角頻率或相位時,運動會立刻更新,而圖表也會跟著同一個週期一起改變。

圖表摘要

圖表把位移、速度、加速度與能量分別呈現成同一個振動的不同視角。

每一張圖都讓週期中的某個部分更清楚,方便比較相位位移、轉折點與穿越平衡位置的時刻。

工作台工具與分享連結

先把穩定概念連結和精確狀態分享收起來,等你真的要重新打開或分享工作台時再展開。

試試這個設定

跳到某個命名好的實驗台狀態,或直接複製你目前正在看的狀態。分享連結會重新打開同一組控制、圖表、疊層與比較脈絡。

已儲存設定

已儲存設定屬於支持者方案學習工具;穩定的概念連結仍會對所有人保留。

正在確認已儲存設定權限

Open Model Lab 正在判斷這個實驗台可否只儲存在本機、同步到帳戶,或打開只限支持者方案的比較工具。

複製目前設定

精準狀態分享屬於支持者方案功能;穩定的概念與段落連結仍然可用。

穩定連結

進度與下一步

把進度訊號、入門路徑接續和複習提示留在頁面裡,但不要讓它們和主要學習流程搶焦點。

進度

正在載入進度

正在為這個瀏覽器或已同步帳戶載入已儲存的概念進度,稍後才會顯示完成狀態。

入門路徑

第 1 / 3 步

振盪與能量

振動能量 是這條路徑接下來會打開的內容。

這個概念就是這條路徑的起點。

也會出現在 波動入門。