2019-2020学年鲁科版选修3-4 第1章 第2节 振动的描述 学案
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(2)振幅与路程的关系

振动中的路程是标量,是随时间不断增大的.其中常用的定量关系是:

①一个周期内的路程为振幅的4倍;

②半个周期内的路程为振幅的2倍;

③若从特殊位置开始计时,如平衡位置、最大位移处,周期内的路程等于振幅;

④若从一般位置开始计时,周期内路程与振幅之间没有确定关系,路程可能大于、等于或小于振幅.

(3)振幅与周期(或频率)的关系:在简谐运动中,一个确定的振动系统的周期(或频率)是固定的,与振幅无关.

(4)振幅和振动系统的能量关系:对一个确定的振动系统来说,系统的能量仅由振幅决定,振幅越大,振动系统的能量就越大.

 (1)振子以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程,也是一次全振动.

(2)振动物体的周期(或频率)是固有的,而振幅不是固有的,因为振幅的大小,除跟弹簧振子有关外还跟使它起振时外力对振子做功的多少有关.

 弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动,B、C相距20 cm,某时刻振子处于B点,经过0.5 s,振子首次到达C点,求:

(1)振子的振幅;

(2)振子的周期和频率;

(3)振子在5 s内通过的路程及5 s末位移的大小.

[思路点拨] 对弹簧振子做简谐运动而言,离平衡位置最远的两个点关于平衡位置对称,其距离为2A.一个全振动的时间叫做周期,周期和频率互为倒数关系.简谐运动的位移是振子离开平衡位置的距离.要注意各物理量之间的区别与联系.

[解析] (1)振幅设为A,则有2A=BC=20 cm,所以A=10 cm.

(2)从B首次到C的时间为周期的一半,

因此T=2t1=1 s;

再根据周期和频率的关系可得f==1 Hz.

(3)振子一个周期通过的路程为4A=40 cm,即一个周期运动的路程为40 cm,故振子在5 s内通过的路程为