(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