第3点 破译简谐运动的公式
描述物理规律的方法有公式法和图像法,同学们往往对图像法比较重视,对公式法则经常忽略,而书写简谐运动的公式在高考中也时有考查,这里提醒同学们加以重视.
简谐运动的公式:x=Asin (ωt+φ)
其中A为振幅,ω为圆频率,φ为初相.
书写公式要找出三个量:A、ω、φ.对应的书写方式有两类:一是根据实际情况书写;二是根据简谐运动的图像书写.
对点例题 一物体沿x轴做简谐运动,振幅为12 cm,周期为2 s.当t=0时,位移为6 cm,且向x轴正方向运动,求:
(1)初相位;
(2)t=0.5 s时物体的位移的大小.
解题指导 (1)设简谐运动的表达式为x=Asin (ωt+φ)
A=12 cm,T=2 s,ω=,t=0时x=6 cm
代入上式得,6=12sin (0+φ)
解得sin φ=,φ=或π.
因这时物体向x轴正方向运动,
故应取φ=,即其初相位为.
(2)由上述结果可得:
x=Asin (ωt+φ)=12sin (πt+) cm
t=0.5 s时,x=12sin (+) cm=6 cm.
答案 (1) (2)6 cm
技巧点拨 在给定做简谐运动物体的周期、振幅及初始时刻位移的情况下,根据位移时间关系式可以解得初相位,从而确定物体在任意时刻的位置.