(2)在弹簧振子振动一个周期的过程中,振子经过的路程等于振幅的4倍.(√)
(3)振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移,它是矢量.(×)
(4)振动周期指的是振动物体从一侧最大位移处,运动到另一侧最大位移处所用的时间.(×)
二、简谐运动的表达式
[导学探究] 图2是弹簧振子做简谐运动的x-t图象,它是一条正弦曲线,请根据数学知识用图中符号写出此图象的函数表达式,并说明各量的物理意义.
图2
答案 表达式x=Asin (t+φ),式中A表示振幅,T表示周期,φ表示初相位.
[知识梳理] 简谐运动的表达式x=Asin (ωt+φ)反映了质点的位移随时间的变化关系,各量意义如下:
(1)x表示振动物体相对于平衡位置的位移;t表示振动的时间.
(2)A表示振动物体偏离平衡位置的最大距离,即振幅.
(3)ω称做简谐运动的圆频率,它也表示简谐运动振动的快慢,与周期T及频率f的关系:ω==2πf.
(4)ωt+φ代表简谐运动的相位;其中φ是t=0时的相位,称为初相位或初相.相位是一个角度,单位是弧度或度.
(5)相位差
若两个简谐运动的表达式为x1=A1sin (ωt+φ1),x2=A2sin (ωt+φ2),则相位差为Δφ=(ωt+φ2)-(ωt+φ1)=φ2-φ1.
当Δφ=0时,两振动物体的振动步调一致.
当Δφ=π时,两振动物体的振动步调完全相反.
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)有一个弹簧振子,振幅为0.8 cm,周期为0.5 s,初始时(t=0)具有正的最大位移,则它的振动方程是x=8×10-3sin (4πt+) m.(√)
(2)弹簧振子从平衡位置运动到最远点的一半距离所需时间为T.(×)
(3)弹簧振子从平衡位置运动到最远点所需的时间为T.(√)