简谐运动推导

简谐运动推导
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2013-11-01 23:03
①本范例演示了如何推导一个水平弹簧末端固定、另一端连接质点的运动方程;②涉及的核心数学概念包括微分方程、函数、三角函数和向量;③作图要点——从下方『构造摘要』提炼用到了 Point, Polygon, Line, Intersect, Mirror, Segment, Circle, Vector, Ray, Midpoint, CurveCartesian 等GeoGebra命令/对象;④适合高中及以上学生学习和理解简谐运动的数学原理。

GeoGebra 命令及参数

  1. Point(xAxis) → O
  2. Point(Circle[O, 2]) → E
  3. Polygon(O, E, E', E'', E''', E'''', E''''') → poly1, h'', h''', h'''', h''''', h'''''', h, h'
  4. Point(Circle[O, abs(l_0)]) → x_{eq}
  5. Line(x_{eq}, yAxis) → b
  6. Point(h'') → Z
  7. Line(Z, xAxis) → a''
  8. Intersect(f, b, 1) → P
  9. Mirror(P, Line[x_{eq}, y = x]) → P'
  10. Line(P', yAxis) → a
  11. Intersect(a, a'') → Z'
  12. Segment(O, P') → Spring
  13. Circle(P', 1) → c
  14. Intersect(c, a, 2) → N'
  15. Intersect(c, a, 1) → W'
  16. Vector(P', N') → N
  17. Vector(P', W') → W
  18. Ray(P', x_{eq}) → l
  19. Intersect(c, l) → H',
  20. Vector(P', H') → H
  21. Midpoint(O, P') → S
  22. Vector(S, S') → s
  23. Vector(I, I') → i
  24. Point(b) → U
  25. Point(a) → V
  26. Line(U, xAxis) → b'
  27. Line(V, xAxis) → a'
  28. Intersect(b', h'') → U'
  29. Intersect(a', h'') → V'
  30. Midpoint(U, U') → l'
  31. Vector(l', U) → u
  32. Vector(l', U') → u'
  33. Midpoint(V, V') → l''
  34. Vector(l'', V') → v'
  35. Vector(l'', V) → v
  36. Intersect(b, a') → V''
  37. Midpoint(Z, Z') → X'
  38. Vector(X', Z) → z'
  39. Vector(X', Z') → z
  40. CurveCartesian(Spring * t / (2 * π * Loops) + Coiling * cos(t) - Coiling + x(O), Width * sin(t), t, 0, 2 * π * Loops) → Coil

AI 绘图提示语参考

画一个演示简谐运动的图形,包含一个固定在水平轴上的弹簧和一个连接到弹簧一端的粒子。展示粒子围绕平衡位置做简谐运动,用几何方法构建运动轨迹,标出关键点如平衡点、粒子位置、垂直和水平线段,以及弹簧的形变。用圆和向量表示运动,并绘制粒子的运动轨迹。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。