原点,以振动所在的直线为坐标轴,规定正方向,则某一时刻振子的位移用该时刻振子所在位置的坐标来表示.且振子通过平衡位置,位移的方向改变.这与一般运动中的位移不同,一般运动中的位移都是由初位置指向末位置.
(2)速度
跟运动学中的含义相同.在所建立的坐标轴上,速度的正负号表示速度方向与坐标轴的正方向相同或相反.需要说明的是,速度和位移是彼此独立的两个物理量.如振动物体通过同一个位置,其位移的方向是一定的,而其速度方向却有两种可能(两个"端点"除外):指向或背离平衡位置,且振子在两"端点"速度的方向改变.
(3)加速度
做简谐运动的物体加速度a=-,可见简谐运动是变加速运动.振子在通过平衡位置时加速度的方向改变.
2.简谐运动中位移、速度、加速度的变化规律
(1)变化规律:当物体做简谐运动时,它偏离平衡位置的位移x、回复力F、加速度a、速度v、动能Ek、势能Ep及振动能量E,遵循一定的变化规律,可列表如下:
物理量
过程 x F a v Ek Ep E 远离平衡
位置运动 增大 增大 增大 减小 减小 增大 不变 最大位移处 最大 最大 最大 零 零 最大 不变 靠近平衡
位置运动 减小 减小 减小 增大 增大 减小 不变 平衡位置 零 零 零 最大 最大 最小 不变 (2)两个转折点
①平衡位置是速度大小、位移方向、回复力方向和加速度方向变化的转折点;
②最大位移处是速度方向变化的转折点.
(3)一个守恒:简谐运动过程中动能和势能之间相互转化,但总的能量守恒.
(1)简谐运动的位移都是相对于平衡位置的位移.
(2)位移、加速度(回复力)大小的变化规律是:向着平衡位置运动时,越来越小,平衡位置