2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-4学案:第1章 第3讲 简谐运动的图像和公式
2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-4学案:第1章 第3讲 简谐运动的图像和公式第2页

  1.形状:正(余)弦曲线

  2.物理意义

  表示振动质点在不同时刻偏离平衡位置的位移,是位移随时间的变化规律.

  3.获取信息

  (1)简谐运动的振幅A和周期T,再根据f=求出频率.

  (2)任意时刻质点的位移的大小和方向.如图1所示,质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和-x2.

  

  图1

  (3)任意时刻质点的振动方向:看下一时刻质点的位置,如图2中a点,下一时刻离平衡位置更远,故a点对应的时刻质点向x轴正方向振动.

  

  图2

  (4)判断质点的速度、加速度、位移的变化情况:若远离平衡位置,则速度越来越小,加速度、位移越来越大;若靠近平衡位置,则速度越来越大,加速度、位移越来越小.

  注意:振动图像描述的是振动质点的位移随时间的变化关系,而非质点运动的轨迹.比如弹簧振子沿一直线做往复运动,其轨迹为一直线,而它的振动图像却是正弦曲线.

  【例1】 (多选)如图3所示为某物体做简谐运动的图像,下列说法中正确的是(  )

  

  图3

  A.由P→Q,位移在增大

  B.由P→Q,速度在增大

  C.由M→N,位移先减小后增大

  D.由M→N,加速度先增大后减小

解析 由P→Q,位置坐标越来越大,质点远离平衡位置运动,位移在增大而速度在减小,选项A正确,选项B错误;由M→N,质点先向平衡位置运动,经平衡位置后又远