例1 如图所示是一个质点做简谐运动的图像,根据图像回答下面的问题:
(1)振动质点离开平衡位置的最大距离;
(2)写出此振动质点的运动表达式;
(3)振动质点在 的时间内通过的路程;
(4)振动质点在 、 、 、 时的振动方向;
(5)振动质点在 这段时间内速度和加速度是怎样变化的?
(6)振动质点在 这段时间内的动能变化是多少?
答案: (1)由振动图像可以看出,质点振动的振幅为 ,即此质点离开平衡位置的最大距离
(2)由质点的振动图像可知 , , ,所以
(3)由振动图像可以看出,质点振动的周期为 , ,质点是从平衡位置开始振动的,故在0~0.6 s的时间内质点通过的路程为
(4)在 时,振动质点处在位移为正值的某一位置上,但若从 起取一段极短的时间间隔 的话,从图像中可以看出质点的正方向的位移将会增大,由此可以判断得出质点在 时的振动方向是沿题中所设的正方向。同理可以判断得出质点在 、 、 时的振动方向分别是沿题中所设的负方向、负方向和正方向
(5)由振动图像可以看出,在0.6~0.8 s这段时间内,质点从负的最大位移处向平衡位置运动,故其速度是越来越大的;而质点所受的回复力是指向平衡位置的,并且逐渐减小,故其加速度的方向指向平衡位置且越来越小
(6)由图像可看出,在0.4~0.8 s这段时间内质点从平衡位置经过半个周期的运动又回到了平衡位置,尽管初、末两个时刻的速度方向相反,但大小是相等的,故这段时间内质点的动能变化为零
用户名
密 码
忘记密码 新用户注册