2017-2018学年同步备课教科版选修3-4 第一章 3.简谐运动的图像和公式
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图2

(1)为什么这就是漏斗的位移-时间图像?

(2)位移-时间图像与什么函数图像类似?

答案 (1)当单摆摆动时,薄板从左向右匀速运动,所以薄板运动的距离与时间成正比,因此可用薄板运动的距离代表时间轴,图像上每一个点的位置反映了不同时刻摆球(漏斗)离开平衡位置的位移,即位移随时间变化的规律.

(2)与正弦(或余弦)函数图像类似.

[知识梳理] 对简谐运动图像的理解

1.图像的建立

以横轴表示做简谐运动的物体的运动时间t,纵轴表示做简谐运动的物体运动过程中相对平衡位置的位移x.

2.图像的特点

一条正弦(或余弦)曲线,如图3所示.

3.图像的应用

(1)确定振动物体在任一时刻的位移.如图3所示,对应t1、t2时刻的位移分别为x1=7cm,

x2=-5cm.

图3

(2)确定振动的振幅.由图可知,振动的振幅是10 cm.

(3)确定振动的周期和频率.由图可知,T=0.2 s,频率f==5 Hz.

(4)确定各质点的振动方向.例如图中的t1时刻,质点正远离平衡位置向正方向运动;在t3时刻,质点正向着平衡位置运动.

(5)比较各时刻质点加速度的大小和方向.例如在图中t1时刻质点位移x1为正,则加速度a1为负,t2时刻质点位移x2为负,则加速度a2为正,又因为|x1|>|x2|,所以|a1|>|a2|.

[即学即用] 关于简谐运动的振动图像,判断下列说法的正误.

(1)图像表示质点振动的轨迹是正弦或余弦曲线.(×)

(2)由图像可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向. (√)

(3)由图像可判断任一时刻质点的速度方向和加速度方向.(√)