知识点一 简谐运动的函数描述
1.描述简谐运动位移—时间图像的函数表达式为x=Acos(ωt+φ).式中A是简谐运动的振幅,ω为简谐运动的角频率.
2.ω与T、f的关系为:ω==2πf.
知识点二 简谐运动的图像描述
1.相位、初相
位移—时间函数x=cos(ωt+φ)中的ωt+φ叫作相位,而对应t=0时的相位φ叫作初相.
2.相位差
对于频率相同、相位不同的振子,相位差Δφ=(ωt+φ1)-(ωt+φ2)=φ1-φ2,表示两个频率相同的简谐运动的振动先后关系.
3.图像信息
如图所示,从图像上可知周期和振幅.还可知道任一时刻的位移大小和方向.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”).
(1)位移—时间图像表示振动质点的运动轨迹. (×)
(2)振动的位移为正时,速度也为正. (×)
(3)简谐运动图像反映了物体在不同时刻相对平衡位置的位移. (√)
(4)振动位移的方向总是背离平衡位置. (√)
2.一质点做简谐运动的图像如图所示,该质点在t=3.5 s时刻( )
A.速度为正、加速度为正 B.速度为负、加速度为负
C.速度为负、加速度为正 D.速度为正、加速度为负
D [由图像可知,质点从正的最大位移处出发,向平衡位置运动,由此知3.5 s时,质点由平衡位置向正的最大位移处运动,所以此时速度为正,质点做减速运动,加速度为负,故选项D正确.]
3.一个弹簧振子沿x轴做简谐运动,取平衡位置O为x轴坐标原点.从某时刻开始计时,经过四分之一个周期,振子具有沿x轴正方向的最大加速度.能正确反映振子位移与时间关系的图像是( )
A B C D
A [经周期振子具有沿x轴正方向的最大加速度,故此时振子有负方向的最大位移,A图符合,故A项正确;B图中,经周期振子位移为零,故B项错误;C图中,经周期振子位移正向最大,故C项错误;D图中,经周期振子位移为零,故D项错误.]